КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-72-00067
НазваниеИсследование особенностей кристаллизации микропроводов по объему и влияние неоднородной кристаллизации на величину эффекта гигантского магнитного импеданса
Руководитель Аксенов Олег Игоревич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук , Московская обл
Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-211 - Образование и структура кристаллов
Ключевые слова микропровод, ГМИ, эффект гигантского магнитного импеданса, нанокристаллизация, напряжения, аморфный
Код ГРНТИ29.19.39
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на исследование влияния неоднородного распределения напряжений на особенности кристаллизации аморфных микропроводов, полученных методом Улитовского-Тейлора, и на изучение эффекта гигантского магнитного импеданса в микропроводах (в зависимости от напряжений и неоднородной по сечению нанокристаллизации). В рамках Проекта будут исследованы микропровода состава Fe73.8Cu1Nb3.1B9.1Si13 (FINEMET). В последние годы активно исследуется вопрос оптимизации эффекта гигантского магнитного импеданса (ГМИ) в аморфных и нанокристаллических микропроводах и предпринимаются попытки построения на базе таких микропроводов датчиков магнитного поля. ГМИ эффект состоит в изменении импеданса магнитного проводника, при протекании по нему переменного тока и приложении внешнего постоянного магнитного поля. На данный момент показано, что ГМИ эффект может достигать величин порядка сотен процентов на эрстед. Такая чувствительность к внешнему магнитному полю определяет перспективу использования ГМИ эффекта для построения датчиков магнитного поля на его основе. Наилучшие на данный момент результаты по оптимизации ГМИ эффекта достигнуты в микропроводах (порядка 600-700 %). Поэтому на данный момент предпринимаются значительные усилия по увеличению ГМИ эффекта в аморфных и кристаллических микропроводах. Известно, что микропровода, полученные методом Улитовского-Тейлора, характеризуются неоднородным распределением напряжений по объему. Причем в поверхностной части провода сосредоточены сильные сжимающие напряжения (порядка единиц ГПа), а в центральной части наблюдаются растягивающие напряжения (порядка сотен МПа). Это в свою очередь может приводить к тому, что в центральной и поверхностной частях микропровода скорости кристаллизации будут различаться. Для микропроводов состава FINEMET именно в поверхностной части провода скорость кристаллизации может быть выше, чем в центральной части (в силу отрицательного объемного эффекта при кристаллизации). То есть в области сжимающих напряжений (поверхностной) должно облегчаться образование нанокристаллов. При кристаллизации сплава FINEMET происходит одновременное увеличение магнитной проницаемости и уменьшение магнитострикции насыщения материала. В случае если при кристаллизации микропроводов состава FINEMET их поверхностный слой будет состоять из 70 процентов нанокристаллической и 30 процентов аморфной фаз, он будет обладать околонулевой магнитострикцией и большими значениями магнитной проницаемости (порядка сотен тысяч единиц). При этом центральная часть микропровода будет обладать положительной магнитострикцией (в силу меньшей скорости кристаллизации, чем в поверхностной части провода). Материал такого вида с одной стороны должен отличаться хорошими значениями эффекта гигантского магнитного импеданса (в силу высокой магнитной проницаемости поверхностного слоя) и магнитной чувствительностью к деформациям его центральной части. Подбор режимов термообработки микропроводов на базе сплава FINEMET и анализ влияния такой термообработки на фазовый состав и величину эффекта гигантского магнитного импеданса позволит создать микропровода с описанным выше композиционным строением и научиться контролировать как толщину поверхностного аморфно-нанокристаллического слоя, так и величину ГМИ эффекта. В силу этого, изучение влияния неоднородного распределения напряжений на процессы кристаллизации микропроводов состава FINEMET обладает существенной актуальностью. Кроме того, сам подход, связанный с изучением влияния неоднородного распределения напряжений на кристаллизацию микропроводов, величины ГМИ эффекта в них и созданием соответствующих «композитов» является новым и ранее не встречался в литературе. Сведения, которые будут получены в рамках реализации Проекта, позволят расширить понимание эволюции ГМИ эффекта в микропроводах и создать новый класс материалов, пригодных для построения на их основе датчиков магнитного поля.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ