Разработка метода малоуглового вращения вектора намагниченности для исследования свойств ферромагнитных микропроводов

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от от 27.11.2014 № 14.587.21.0010 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 в период с 27.11.2014 по 31.12.2014 выполнялись следующие работы:

  • Проведен анализ научно-технической литературы.
  • Обоснован выбор тестовых образцов для отработки методики.
  • Приведено технико-экономическое обоснование метода малоуглового вращения вектора намагниченности (МВВН).
  • Проведена сравнительная оценка вариантов решений.
  • Проведено моделирование сигналов ФМ в методе МВВН.
  • Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.
  • Разработана эскизная документация нового приемно-усилительного блока установки для измерения характеристик ФМ методом МВВН.
  • Изготовлен новый приемно-усилительного блок.
  • Модернизирована установка для измерения ФМ методом МВВН.
  • Проведены тестовые измерения величины магнитострикции ФМ методом МВВН.
  • Разработан проект методики определения коэффициента магнитострикции ФМ методом МВВН.
  • Проведен контроль структуры и стабильности образцов методами рентгеновской дифрактометрии (XRD) и сканирующей калориметрии (DSC).
  • Измерены методом МВВН величины магнитострикции аморфных микропроводов.
  • Сопоставлены литературные, модельные и экспериментальные данные.
  • Проведена оценка полноты достижения целей и эффективности полученных результатов;
  • Разработаны рекомендации по использованию результатов.
  • Разработан проект технического задания на проведение прикладной ОКР по теме: "Разработка метода малоуглового вращения вектора намагниченности для исследования свойств ферромагнитных микропроводов.
  • Изготовлены ФМ различных составов и диаметров.
  • Исследованы гистерезисные и ГМИ характеристики ФМ;
  • Проведен совместный семинар по тематике проекта.

При этом были получены следующие результаты:
  • В результате проведения патентного поиска установлено, что данное направление исследований обладает значительным техническим потенциалом и высоким мировым уровнем развития, о чем свидетельствует наличие выявленных релевантных патентных документов в различных странах.
  • Иностранным партнером изготовлены методом Улитовского-Тейлора, протестированы и предоставлены для дальнейших измерений Российскому участнику образцы аморфных микропроводов в стеклянной оболочке различных составов и геометрии.
  • Российским участником был осуществлен контроль структуры и стабильности предоставленных образцов микропроводов методами рентгеновской дифрактометрии и сканирующей калориметрии. На основе измерения ДСК-кривых была изучена стабильность аморфных жил микропроводов различных составов, определены температуры Кюри и температуры начала кристаллизации микропроводов.
  • На основе теоретических представлений рассмотрены особенности поведения ферромагнитных микропроводов в методе малоуглового вращения намагниченности. Выполнено моделирование сигналов в данном методе для проводов с положительной и отрицательной магнитострикцией. На основании проведенного моделирования определены основные параметры приемной части измерительной системы обеспечивающей измерений магнитострикции единичных микропроводов диаметром от 10 до 50 мкм как в зависимости от величины механической нагрузки, так и величины внешнего магнитного поля.
  • В рамках проекта по разработанной эскизной конструкторской документации изготовлен новый приемно-усилительный блок установки для измерения магнитострикции микропроводов с значительно улучшенными характеристиками. На рисунке 1 приведена фотография изготовленного приемно-усилительного блока.
  • Проведены измерения образцов микропроводов различных составов и диаметров, определены знаки и величины магнитострикции.
  • Выполненные в проекте модернизация измерительной установки и развитие метода малоуглового вращения вектора намагниченности микропроводов, показали возможность не только контролировать основные свойства микропроводов, но и подбирать новые составы и режимы термообработки для улучшения этих свойств.
  • В ходе проведения прикладного научного исследования не получены охраноспособные РИД.
  • Разработанная в проекте методика малоуглового вращения вектора намагниченности позволит наиболее полно характеризовать важнейшие для практических применений свойства ФМ. В настоящее время подобная аттестация ФМ невозможна из-за отсутствия соответствующих методик.
  • Потребителями созданных в результате проекта измерительной системы, методик и разработанных технологий, будут как российские, так и зарубежные научно-исследовательские центры, занимающиеся изучением, производством и применением ферромагнитных микропроводов.
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.


Рисунок 1 — Фотография нового приемно-усилительного блока (включающего измерительный модуль и малошумящий усилитель) разработанного, изготовленного и испытанного в рамках проекта

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»