авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

«Уральское отделение РАН Институт физики металлов УрО РАН Институт теплофизики УрО РАН Челябинский государственный ...»

-- [ Страница 3 ] --

f 2 f При малых k получаем характерную для 2D электронного газа дисперсионную зави симость (k) f k. (4) Известно, что плазменные волны в 2D электронном газе по сравнению с 3D элек тронным газом обладают рядом специфических особенностей. Так, например, спектр 2D плазмонов является бесщелевым и обладает характерной дисперсией 2 k [1] Интересной особенностью является случай малых концентраций k (k) f k. (5) Концентрацией носителей в графене управляют с помощью затворного напряже ния. Дисперсионная зависимость (k) с учетом поля затвора получена в работе [2] для предельно низких и конечных температур. В случае малых концентраций результат (5) согласуется с работой [2].

1. Stern F. Polarizability of a two-dimensional electron gas, Phys.Rev.Lett. 8, 14 (1967).

2. Ryzhii V.Terahertz plasma waves in gated graphene heterostructures, Jpn. J. Appl. Phys. МАГНИТНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ В АМОРФНЫХ ПЛЕНКАХ Gd-Co СО СЛОИСТОЙ НЕОДНОРОДНОСТЬЮ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА Цыганов Е.В., Балымов К.Г., Васьковский В.О.

Уральский государственный университет им. А.М. Горького, 620083 Екатеринбург, пр. Ленина, E-mail: tsiga@k66.ru, Vladimir.Vaskovskiy@usu.ru, Konstantin.Balymov@usu.ru Аморфные ферримагнитные пленки типа Gd Co являются одним из немногих маг нитоупорядоченных объектов, в котором реализуется уникальным возможность непре рывного варьирования характерного атрибута многоподрешеточной магнитной струк туры – температуры компенсации Tk [1]. Еще большие возможности влияния на Tk содержатся в псевдоферримагнитных мультислойных системах Gd Co/Co [2]. Это создает определенные предпосылки специфического практического применения ука занных структур, в частности, при разработке элементов обменного магнитного сме щения в слоистых магниторезистивных средах. Они базируются на высоком магнит ном гистерезисе, свойственном состоянию магнитной компенсации. Однако в плёнках фиксированного состава имеет место сильная температурная неоднородность гисте резисных свойств, которая задаётся соответствующей температурной зависимостью спонтанной намагниченности. Преодолеть этот недостаток в определенной степени можно в пленках с неоднородным химическим составом, в которых локализованное по температуре состояние магнитной компенсации трансформируется в состояние с пониженной намагниченностью, распространяющееся на значительный температур ный интервал.

В данной работе выполнено моделирование магнитных свойств ферримагнитных пленок на основе системы Gd Co со слоистой неоднородностью химического соста ва. При этом рассматривались два варианта структур. В одном из них плёнка включала чередующиеся аморфные ферримагнитные слои двух различных составов, имеющих одинаковую толщину – [(GdCo)1 /(GdCo)2 ]n. В другом – содержала ферромагнитные суб слои Co и чередующиеся с ними аморфные ферримагнитные субслои – [(Co/GdCo]n. В последних во всей температурной области магнитного упорядочения превалировала редкоземельная подрешётка. Считалось, что благодаря межслойному обменному взаи модействию, в такой структуре имеет место антипараллельная ориентация магнитных моментов смежных субслоёв.

В основу описания магнитных свойств указанных структур была положена модель молекулярного поля, которая достаточно эффективна для аморфных плёнок [1], спон танная намагниченность слоёв Co в заданном температурном интервале (до 400 K ) считалась независящей от температуры. Параметры модели, характеризующие тем пературное поведение спонтанной намагниченности аморфных слоёв, были найдены путём сопоставления расчётных кривых с результатами эксперимента на однородных плёнках Gd36 Co64. Путём компьютерного моделирования построены семейства темпе ратурных зависимостей эффективной спонтанной намагниченности неоднородных плё ночных структур. Проведено выборочное сопоставление результатов расчётов с экспе риментом. Дан анализ температурного поведения коэрцитивной силы в области ком натной температуры.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследова ний и Правительства Свердловской области (грант 08-02-99063).

1. Gangulee A., Kobliska N.J., J.Appl.Phys., 49, 4169 (1978).

2. Васьковский В.О., Свалов А.В., Балымов К.Г., Курляндская Г.В., Сорокин А.Н., ФТТ, 50, 1424 (2008).

ДИНАМИКА АНТИФЕРРОМАГНИТНЫХ ВИХРЕЙ С РАЗЛИЧНЫМИ ТОПОЛОГИЧЕСКИМИ ЗАРЯДАМИ В ДОМЕННОЙ ГРАНИЦЕ ОРТОФЕРРИТА ИТТРИЯ Четкин М.В., Курбатова Ю.Н., Шапаева Т.Б.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва E-mail: shapaeva@mail.ru Возможность существования антиферромагнитных (АФМ) вихрей в доменной гра нице (ДГ) ортоферритов была предсказана в работах [1,2]. Впервые наблюдение АФМ вихрей в ДГ слабого ферромагнетика – ортоферрита иттрия было проведено автора ми работы [3]. Описанные в этой работе уединенные изгибные волны сопровождали АФМ вихри. Генерацию АФМ вихрей осуществляли путем резкого локального тормо жения ДГ, движущейся со сверхзвуковой скоростью. При этом на ДГ образовывались две расходящиеся уединенные изгибные волны, сопровождающие АФМ вихри. Ампли туда уединенной изгибной волны пропорциональна топологическому заряду вихря.

Встречные столкновения уединенных изгибных волн одинаковых амплитуд приво дили к их полной аннигиляции. Аналогичные столкновения двух таких волн разных амплитуд приводили к возникновению одной волны с разностной амплитудой, движу щейся в ту же сторону, что и волна большей амплитуды до столкновения.

Исследование динамики АФМ вихрей проводили с помощью методов двукратной и трехкратной высокоскоростной фотографии. Эти методы заключаются в том, что на одну фотографию фиксируют два или три положения динамической ДГ с уединенны ми изгибными волнами. Указанные методы позволяют определить скорость движения ДГ (v), скорость движения АФМ вихря вдоль нее (u), полную скорость движения это го вихря (w), а также амплитуду уединенной изгибной волны, сопровождающей АФМ вихрь.

Значение u сначала монотонно возрастает и достигает своего максимума при ско рости движения ДГ (vmax ), находящейся в интервале от 9 до 12 км/с. Причем на восхо дящей части зависимости u(v) имеет место соотношение u2 + v2 = w2. На убывающей части зависимости u(v) имеет место соотношение: u2 + v2 = c2, где с – максимальная скорость спиновых волн равная 20 км/с. Значение w нелинейно возрастает с ростом скорости движения ДГ и достигает насыщения при w =20 км/с, при скоростях v, соот ветствующих пику на зависимости u(v) [4,5].

Экспериментально было обнаружено, что с ростом амплитуды уединенной изгиб ной волны, сопровождающей АФМ вихрь, пик на зависимости u(v) смещается в сторо ну больших скоростей v и меньших скоростей u.

Причиной движения АФМ вихрей со столь высокими скоростями, по-видимому, яв ляется наличие большой гироскопической силы. Именно она приводит к тому, что насыщение полных скоростей движения АФМ вихрей с различными топологически ми зарядами происходит при скоростях движения ДГ существенно меньших предель ной скорости движения ДГ. Гироскопическая сила, продвигающая АФМ вихрь вдоль ДГ, пропорциональна величине поля Дзялошинского, обратно пропорциональна ве личине обменного поля и нелинейно зависит от скорости движения самой ДГ [6]. При стационарном движении АФМ вихря гироскопическая сила, продвигающая вихрь, долж на уравновешиваться диссипативной силой. Из этого условия можно определить, что экспериментально наблюдаемые амплитуды уединенных изгибных волн от 2 до 10 мкм соответствуют АФМ вихрям с топологическими зарядами от нескольких единиц до 2- десятков [5].

1. Фарзтдинов М.М., Шамсутдинов М.А., Халфина А.А, ФТТ, 21, 1522 (1979) 2. Малоземов А.,Слончевский Дж. Магнитные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными доменами, Мир (1982) 3. Chetkin M.V., Kurbatova Yu.N., Akhutkina A.I., Phys.Lett.A, 215, 211 (1996) 4. Четкин М.В., Курбатова Ю.Н., Шапаева Т.Б., Борщеговский О.А., Известия РАН серия физическая, 71, 1536 (2007) 5. Четкин М.В., Курбатова Ю.Н., Шапаева Т.Б., Борщеговский О.А., Письма в ЖЭТФ, 85, 232 (2007) 6. Звездин А.К., Белотелов В.И., Звездин К.А., Письма в ЖЭТФ, 87, 443 (2008) КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕОДНОРОДНАЯ МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА НАНОГРАНУЛЫ ФЕРРОМАГНЕТИКА Ширяев К.А.

Сыктывкарский государственный университет, 167000, Сыктывкар, Октябрьский пр., E-mail: hektor_kil@list.ru Интерес к магнитным наночастицам возник в 40-х годах XX века как к области зна ний, многообещающей с научной и технической точек зрения. Сегодня одним из наи более продуктивных методов исследования наночастиц является компьютерное моде лирование. Нами была создана трехмерная модель магнитной наногранулы. Односпи новые модели Стонера-Вольфарта и Нееля не позволяют объяснить некоторые экспе риментальные результаты, что приводит к необходимости создания многоспиновой модели[1].

В многоспиновой модели наногранула представляет собой систему из «ядра» и «обо лочки». Наличие этих двух «слоев» приводит к тому, что спины частицы неколлинеар ны. Гамильтониан наночастицы можно записать следующим образом [2]:

Nsur f NCore N H = +.

kC Siz Ji j Si · S j h · Si kS Si · ni (1) kB i=1 i=1 i= i,j Моделирование осуществляется по методу Монте-Карло, учитываются обменное взаимодействие, поле анизотропии, поле поверхностной анизотронии, диполь - ди польное взаимодействие. Модель позволяет проследить развитие магнитной структу ры наногранулы во времени, изучить динамику намагниченности как ядра и оболочки отдельно, так и всей наночастицы при воздействии на нее магнитных полей разных частот, амплитуд и т.д. Кроме того, развитие и усложнение модели позволит прово дить численные эксперименты, аналогичные ФМР-спектроскопии, изучать взаимодей ствие между такими наногранулами.

Данная программа может быть полезна для изучения фундаментальных процессов, проходящих в композитных материалах, в многослойных структурах магнетик - ди электрик и т.д.

1. H. Kachkachi, D. A. Garanin. Magnetic nanoparticles as many-spin systems // ArXiv:cond-mat/0310694v1, 2003. [Электронный ресурс] Access mode: http://arxiv.org/pdf/cond-mat/ 2. O. Iglesias, A. Labarta. Role of surface disorder on the magnetic properties and hysteresis of nanoparticles // ArXiv:cond-mat/0307584v1, 2003. [Электронный ресурс] Access mode: http://arxiv.org/pdf/cond mat/0307584.

ТЕПЛОФИЗИКА ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ СТРУКТУР ИЗ НИКЕЛЯ Бартули Э.Ф., Вершинин С.В.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул.Амундсена, E-mail: meatbakery@e1.ru Капиллярно пористые структуры, применяемые в фитилях тепловых труб долж ны обладать следующими характеристиками. Во-первых, иметь поры малого размера для обеспечения наибольшего капиллярного напора теплоносителя. Во-вторых, долж ны быть достаточно проницаемыми, для снижения гидравлического сопротивления.

В данной работе капиллярно-пористые структуры были получены из никелевого по рошка путем спекания в вакууме с использованием порообразователя. Исследованы их наиболее важные структурные свойства - пробойный радиус пор и пористость, полу чена зависимость пористости и размера пробойного радиуса от количества порообра зователя. В частности, при увеличении количества порообразователя увеличивается пористость и пробойный радиус пор, причем, зависимость пористости от количества порообразователя оказалась линейной.

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ НАНОЖИДКОСТЕЙ, ПАСТ И СМОЛ ПРИ ИХ МОДИФИКАЦИИ НАНОАЛМАЗАМИ ДЕТОНАЦИОННОГО СИНТЕЗА И НАНОУГЛЕРОДНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ Кидалов С.В., Богомазов И.Е., Вуль А.Я.

Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН 194021 Россия, Санкт-Петербург, Политехническая E-mail: bogomazov@mail.ioffe.ru Проведены экспериментальные исследования теплопроводности наножидкостей и материалов-композитов, содержащих частицы нанометровых размеров.

В качестве нанометровой фазы жидкости и композита использовались наноалмазы детонационного синтеза (НАДС) с размером частиц 4 нм, промышленный синтез кото рых впервые осуществлен в России. Проведено исследование и рассмотрено влияние других наноуглеродных материалов (фуллеренов, нанотруб и др.).

Рассмотрена технология модификации жидкостей, лаков и смол НАДС, направлен ная на получение заранее заданной концентрации наноуглеродных алмазных частиц в матрице основного материала.

Оценено влияние на коэффициент теплопроводности в наножидкостях и нанострук турах на основе лаков и смол концентрации и размеров частиц НАДС и компонентов наполнителей (второй фазы нанокомпозита и/или наножидкости).

Рассмотрены существующие модели влияния наночастиц на теплопроводность двух фазных систем на основе матрицы материала и наночастиц.

Использование двухфазных систем с наночастицами в устройствах теплоотводов – бурно развивающаяся область науки и техники.

1. S.V. Kidalov, F.M. Shakhov, A.Ya. Vul, Thermal conductivity of nanocomposites based on diamonds and nanodiamonds. Diamond & Related Materials 16 (2007) 2063–2066.

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА. АППРОКСИМАЦИОННЫЕ ЗАВИСИМОСТИ Булдакова Ю.А., Хотиенкова М.Н.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: Juliyab@e1.ru, mary-anton@e1.ru Сжиженный природный газ представляет собой сложный по составу раствор мно гих компонентов, существующих в жидком состоянии только при криогенных темпе ратурах. При хранении, транспортировке, сжигании СПГ он часто оказывается в ме тастабильном (перегретом) состоянии. Спонтанное снятие перегрева имеет характер взрывного вскипания и может приводить к гидравлическим ударам и повреждениям оборудования. Отсутствие информации о свойствах метастабильных жидкостей, в первую очередь, о температуре достижимого перегрева Ti, ведёт к ошибкам при про ведении технологических процессов. При расчётах Ti необходимо знать давление на сыщенных паров исследуемого вещества в заданном термодинамическом состоянии.

В данной работе обобщены результаты экспериментальных исследований давления насыщенных паров бинарных растворов метан-азот и метан-этан. Так, для первого рас твора, используя экспериментальные данные [1-3], методом наименьших квадратов с использованием регрессионного анализа были аппроксимированы полиномами зави симости давления насыщения от температуры и концентрации. Зависимость, получен ная при аппроксимации данных [2], описывает давление насыщения в максимально широком диапазоне температур: 91.20–188.93 K, а более точная зависимость, получен ная для данных [3] - в менее узком интервале: 112.00–180.00 K. Погрешности аппрокси мации сопоставимы с погрешностью экспериментальных данных.

Показано, что данные работ [3-7] лучше согласуются с экспериментальными данны ми [1], чем с данными [2].

Рассчитано влияние погрешности расчёта давления насыщенных паров на темпе ратуру предельного перегрева.

Работа выполнена в рамках программы Отделения ЭММПУ РАН, договора РФ-10/08 с Правительством Свердловской области при финансовой поддержке РФФИ (проект 07-08-96049) и гранта президента России ( НШ-2999.2008.8).

1. Ellington R.T., Eakin B.E., Parent J.D., Gami D.C., Bloomer O.T., Thermodynamic and transport properties of Gases, Liquids and Solids, 180 (1959) 2. Bloomer O.T., Parent J.D., Chem. Engr. Progress Symposium Series, N6, 11 (1953) 3. Kidnay A.J., Miller R.C., Parrish W.R., Hiza M.J., Criogenics., 15, N9, 531 (1975) 4. Brandt L.W., Stroud Lowell, Industrial and engineering Chemistry, 50, N5, 849 (1958) 5. Фастовский В.Г., Петровский Ю.В., Журнал физической химии, 31, 10, 2317 (1957) 6. Cheung Harry, Wang David I.-J., Ind. and Chem.. Fundamentals, 3, N4, 355 (1964) 7. Zhang-Li Jin, Kun-Yuan Liu, Wang-Wang Sheng, Chem. Eng., 38, 353 (1993) АМПЛИТУДНО–ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ Бучин В.Е.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: BVladimir87@mail.ru При измерении времени жизни перегретых жидких аргона, растворов аргон-неон и аргон-гелий в ультразвуковом поле было получено, что при постоянной амплитуде возбуждающего сигнала изменение его частоты в интервале 0.5-1.0 МГЦ не влияет на среднее время жизни перегреваемых жидкостей. В то же время паспортная резонанс ная частота пьезокерамической пластинки, используемой в качестве излучателя уль тразвуковых колебаний составляет 0.69 МГц. Поэтому одинаковый по амплитуде коле баний возбуждающий электрический сигнал на различных частотах вблизи резонанс ной должен приводить к различным амплитудам колебаний давления, что должно от разиться на времени жизни перегретой жидкости.

Целью данной работы являлось определение амплитудно-частотных характеристик пьезокерамических излучателей, аналогичных использованным при измерении време ни жизни.

Для этого была собранна акустическая измерительная ячейка, описанная в работе [1]. В качестве приемников и излучателей сигналов использовались пластинки, изго товленные из цирконата-титаната свинца ЦТС-19 в форме таблеток с металлизирован ными плоскостями. Было проведено три серии измерений, для пластинки идентичной используемой при измерении времени жизни, значение резонансной частоты состави ло 1.08 МГц, что хорошо согласуется с эмпирическими данными [2]. В докладе обсуж даются возможные причины изменения резонансной частоты.

Работа выполнена в рамках интеграционного проекта фундаментальных исследова ний УрО-ДВО РАН, программы Отделения ЭММПУ РАН и гранта президента России ( НШ-2999.2008.8).

1. В.Г. Байдаков, В.П. Скрипов, А.М. Каверин, В.Н. Штенников, Теплофизические свойства 2. Гершгал Д.А., Фридман В.М., Ультразвуковая технологическая аппаратура, Энергия (1976) КРИТИЧЕСКИЕ ФЛУКТУАЦИИ ПРИ КАВИТАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ Виноградов А.В.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: vinni@itp.uran.ru При исследовании динамики флуктуаций в критических режимах тепломассобмена с неравновесными фазовыми переходами были обнаружены интенсивные пульсации с низкочастотной расходимостью спектров мощности по закону 1/ f [1]. Примером та ких процессов является акустическая кавитация жидкостей. Сложный характер взаи модействия кавитационных полостей между собой и с акустическими волнами в экспе риментальной ячейке могут приводить к переходам между стационарными состояния ми, а также к формированию различных пространственных структур [2]. Образования кавитационных облаков можно рассматривать как неравновесный фазовый переход в сложной системе взаимодействующих кавитационных полостей и акустических волн.

В докладе приведены результаты экспериментального исследования акустической кавитации воды и глицерина. В результате взаимного притяжения кавитационные пу зырьки выстраивались в цепочки, вблизи поверхности излучателя формировались аг регаты, напоминающие фрактальные кластеры. Парогазовый поток был направлен от периферии к центру кластера. В опытах с глицерином образующиеся агрегаты были более долгоживущими и имели более контрастный вид, чем в опытах с водой.

Для исследования динамики флуктуаций через кавитационные области пропускал ся луч лазера, интенсивность которого регистрировалась. Спектр мощности флуктуа ций определялся из экспериментальных реализаций. 1/ f поведение прослеживается на протяжении более трех порядков изменения частоты. Показано, что при переходе к режиму с низкочастотной 1/ f расходимостью спектров мощности, уменьшение низ кочастотного предела 1/ f поведения сопровождается увеличением высокочастотной границы такого поведения.

По экспериментальным реализациям определялись функции распределения флук туаций. Из экспериментально измеренных реализаций создавались огрубленные реа лизации с помощью усреднения по некоторому масштабу времени. Начиная с некото рого масштаба функции распределения флуктуаций становились масштабно инвари антными. В области больших значений флуктуаций функции распределения отлича ются от гауссовских. Длинноволновые “хвосты” функций распределения соответству ют расходящейся по закону 1/ f низкочастотной части спектра мощности, и означают возможность больших низкочастотных выбросов.

Из масштабно инвариантных реализаций выделены низкочастотные выбросы и най дены их статистические свойства. Установлено, что низкочастотные выбросы имеют степенной характер распределения [3].

Таким образом, акустическая кавитация жидкостей может сопровождаться обра зованием фрактальных пространственных структур, низкочастотной расходимостью спектров мощности, масштабно инвариантным распределениями флуктуаций и сте пенными зависимостями в распределении низкочастотных выбросов, что свидетель ствует о критическом поведении системы. Указанное поведение не нуждается в тонкой подстройке управляющих параметров и имеет аналогию с самоорганизованной кри тичностью. Результаты проведенных экспериментов согласуются с выводами теорети ческой модели взаимодействующих разнородных фазовых переходов [1, 3].

Работа выполнена при поддержке Фонда содействия отечественной науке.

1. Коверда В.П., Скоков В.Н., Скрипов В.П., ЖЭТФ, 113, 5, 17481757, (1998).

2. Lauterborn W., Schmitz E., Judt A. Inter. J. Bifurcation Chaos. 3, 635642, (1993).

3. Коверда В.П., Скоков В.Н., Доклады АН. 415, (2007).

ИМПУЛЬСНОЕ ТЕПЛОВОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ Волосников Д.В., Шангин В.В.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: dima_volosnikov@mail.ru Перегретое состояние жидкости характеризуется конечным временем жизни, пред шествующим релаксации системы к устойчивому состоянию. С повышением степени перегрева системы заданного объема время жизни последней уменьшается. Существен ное возрастание протяженности области перегретых состояний наблюдается при пе реходе от одно- к двухкомпонентной системе.

Проблема описания обычного вскипание, которое начинается на затравочных цен трах, связана с действием ряда трудно контролируемых факторов – труднораствори мых примесей, уровнем обработки поверхности нагревателя и т.д. Сокращение вре мени нагрева позволяет достигать значительных перегревов жидкости и увеличивает вклад в генерацию пара пузырьков флуктуационного происхождения. Наиболее корот ких времен жизни удается достигнуть в режиме импульсного воздействия, когда уда ется “отстроиться” от фона кипения на затравочных центрах зародышеобразования и достигнуть уровня перегрева жидкости, описываемого теорией гомогенной нуклеации при записи работы образования критического пузырька в термодинамическом при ближении. Вскипание в этом случае имеет спонтанный характер и имеет сосредото ченное во времени пороговое значение температуры. Температура спонтанного вски пания носит название температуры достижимого перегрева. Значение температуры достижимого перегрева T (p) определяется комплексом физико-химических свойств жидкости. По этой причине быстрое измерение T может быть применено для экспресс контроля некоторых параметров, таких как давление и концентрация компонента в системе [1].

Описанное выше справедливо для большинства низкомолекулярных жидкостей. Си стематическое увеличение длины молекулярной цепи приведет к повышению темпе ратуры вскипания жидкости. Для некоторого шага термодинамическая критическая температура, а затем и температура спонтанного вскипания вещества будут превышать температуру начала его терморазрушения в квазистатическом процессе Td = Td (t ). Вещества, для которых выполняется условие Td T (t ) – продолжительность на грева до вскипания, обычно называют термонеустойчивыми веществами [2].

Большинство масел являются типичными представителями термонеустойчивых со единений. Значение температуры достижимого перегрева масел, вследствие вовлечен ности в процесс нагрева явлений терморазрушения молекул и микрофазового разделе ния компонентов со своими характерными временами, определяется длительностью и траекторией нагрева (в координатах t T). Увеличение скорости нагрева сопровожда ется повышением значения T. Систематическое изучение условий вскипания масел при условии изменения траектории импульсного нагрева выявило факт сильной чув ствительности времени жизни высокоперегретого масла (T TM ) к содержанию ле тучих примесей. Этот экспериментальный факт и составил фундаментальную основу нашего подхода к экспресс-контролю летучих примесей в маслах [3].

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект 07-08-96048_урал и гранта Прези дента РФ “Ведущие научные школы”, проект НШ – 2999.2008.8.

1. Павлов П.А. Динамика вскипания сильно перегретых жидкостей. Свердловск: УрО АН СССР, 1988.

2. Skripov P. V., Starostin A. A., Volosnikov D. V., Zhelezny V. P., Compressors 2004. Proceedings of the 5th Conference on Compressors and Coolants. Slovakia, 2004. P. 231-235.

3. Волосников Д.В., Скрипов П.В., Вестник Тамбовского государственного технического университе та. 2008. Том 14. 1. С. 61-66.

МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕТЕРОГЕННОГО ВСКИПАНИЯ ПЕРЕГРЕТЫХ ЖИДКОСТЕЙ С ПОМОЩЬЮ СКОРОСТНОЙ ВИДЕОСЪЕМКИ Гурашкин А.Л.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: nano-studio@yandex.ru Перегретая жидкость – это жидкость, нагретая при заданном давлении выше тем пературы равновесия жидкость – пар. Такие состояния жидкости относятся к метаста бильным состояниям, т.е. к состояниям не вполне устойчивым, не вполне равновес ным. Они реализуются при фазовых переходах первого рода, и их характерным свой ством является конечное время жизни до распада метастабильного состояния. При чиной разрушения метастабильного состояния (в данном случае перегрева жидкости) являются флуктуации, поэтому время жизни состояния перегрева является случайной величиной, а физический смысл имеет среднее время жизни [1,2].

Не менее важное значение для вскипания жидкости имеет контакт с поверхностью твердого тела, на которой присутствуют «слабые места» или флуктуационные центры образования новой фазы. Это могут быть стенки сосуда, твердые наполнители в виде сплошных и пористых металлов, структуры из различных порошков, в том числе из на нопорошков. Каждая из перечисленных систем при заданном давлении имеет опреде ленную температурную границу – границу достижимого перегрева, которая определя ется как свойствами жидкости, так и свойствами поверхности [3]. Если все возможные инициирующие вскипание причины устранены, то граница перегрева определяется только флуктуациями. Такую границу называют границей гомогенного зародышеобра зования.

Состояния перегрева жидкостей реализуются обычно в энергонапряженных про цессах, сопровождающихся кипением. К числу областей техники, для которых пред ставляют интерес исследования перегретых жидкостей относятся теплоэнергетика, космическая техника, аппараты химии и нефтехимии, пищевые технологии.

Для определения среднего времени жизни перегретой жидкости в зависимости от температуры и давления используют обычно чистую пузырьковую камеру [1,2]. Одна ко она не дает никакой информации о роли стенки сосуда, о характеристиках и «устрой стве» гетерогенных центров вскипания. Дополнение пузырьковой камеры скоростной видеосъемкой позволяет получить новую статистическую информацию о количестве «слабых мест», о частоте вскипаний на каждом из них, функцию распределения и плот ность распределения времен жизни, временную зависимость потока зародышей для каждого «слабого места».

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ проекты 07-08-00575 и НШ-2999.2008.8.

1. Скрипов В.П., Метастабильная жидкость, Наука (1972) 2. Скрипов В.П., Синицын Е.Н., Павлов П.А., Ермаков Г.В. и др., Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии: Справочник, Атомиздат (1980) 3. Ermakov G.V. and Gurashkin A.L., Description of Heterogeneous Boiling up of Superheated Liquid, Journal of Engineering Thermophysics, 16, 231 (2007) ПЕРЕХОД ПЕРЕОХЛАЖДЕННАЯ ЖИДКОСТЬ – СТЕКЛО В СИСТЕМЕ «КОЛЛАПСИРУЮЩИХ ТВЕРДЫХ СФЕР» В ПРИБЛИЖЕНИИ СВЯЗАННЫХ МОД Кирсанова К.Ю., Рыжов В.Н.

Институт Физики Высоких Давлений РАН, 142190 Московская обл., Троицк, Калужское шоссе, E-mail: jes@hppi.troitsk.ru Коллоидные системы (коллоиды или коллоидо-дисперсные системы) — так называ ют предельно высокодисперсные микрогетерогенные системы. Они образуются при конденсации вещества в гомогенной среде (пар, пересыщенные раствор, переохла ждённая жидкость). Сближению частиц в таких системах могут препятствовать, на пример, электростатическое отталкивание одноимённо заряженных ионов, адсорби рованных на поверхности частиц или повышенная структурная вязкость поверхностно защитного слоя — т.н. структурно-механический барьер. Исследование поведения кол лоидов при различных температурах и давлениях представляет собой значительные интерес в связи с многочисленными применениями их в технике и биологии. Эффек тивные потенциалы взаимодействия между коллоидными частицами в некоторых слу чаях могут быть смоделированы потенциалом «коллапсирующих» твёрдых сфер — по тенциалом твердых сфер, к которому добавлена отталкивающая ступенька [1].

В докладе представлены результаты расчета кривой перехода переохлажденная жид кость – стекло для системы «коллапсирующих» твёрдых сфер в рамках приближения связанных мод [2-5] для различной величины отталкивающей ступеньки. Показано, что при увеличении плотности система демонстрирует аномальное поведение: обна ружены максимум и минимум на кривой перехода жидкость-стекло, что соответству ет существованию области возвратного плавления стекла в жидкость при увеличении плотности. Также обнаружен переход стекло-стекло, соответствующий переходу меж ду двумя структурными модификациями стекла.

1. Yu. D. Fomin, N. V. Gribova, V. N. Ryzhov, S. M. Stishov, and Daan Frekel. J. Chem. Phys. 129, 064512 (2008) 2. U. Bengtzelius, W Gotze, and A. Sjolander. J. Phys. C: Solid State Phys., 17, 5915-5934 (1984).

3. K. Dawson, G. Foffi, M. Fuchs, W. Gotze, F. Sciortino, M. Sperl, P. Tartaglia, Th.Voigtmann, and E. Zaccarelli.

Phys. Rev. E 63, 011401 (2000).

4. Sow-Hsin Chen, Wei-Ren Chen, Francesco Mallamace. Science, 300, 619 (2003).

5. D. R. Reichman and P. Charbonneau, J. of Stat. Mech.: Theory and Experiment, P05013 (2005).

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ МЕТОДОМ РАССЕЯНИЯ СВЕТА В ОКРЕСТНОСТИ КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ ЖИДКОСТЬ–ПАР Курьяков В.Н., Городецкий Е.Е., Дешабо В.A., Косов В.И., Юдин Д.И., Юдин И.K.

Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, Россия E-mail: kouryakov@OGRI.ru В настоящей работе исследована трехкомпонентная углеводородная смесь метан пропан-пентан с мольной концентрацией 0.5-0.35-0.15, соответственно. Основным ме тодом исследования было измерение статического и динамического рассеяния света в широком интервале термодинамических параметров системы. В частности, с целью определения критических параметров смеси температурные зависимости интенсив ности и спектрального состава рассеянного света были измерены на одиннадцати раз личных изохорах, включая критическую. В широкой окрестности критической точки были определены: фазовая диаграмма данной смеси, аномалия интенсивности рассе янного света и коэффициента диффузии смеси, а также, определена критическая тем пература с погрешностью 0,05 К (0,1%) и критическая плотность с погрешностью 0, (6%) г/см3.

Высокая точность экспериментальной техники позволила также проверить такие тонкие эффекты, как ренормировки критических показателей и другие универсаль ные соотношения, вытекающие из флуктуационной теории критических явлений.

Разработанная экспериментальная техника позволяет с высокой точностью опре делять критические параметры многокомпонентных газовых смесей, что является важ ной задачей в разработке нефтегазовых месторождений.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ЛАЗЕРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Низамутдинов Д.Ф.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: star@itp.uran.ru Разработана новая методика измерения теплофизических свойств твердых тел, ос нованная на принципах лазерной диагностики. Она сочетает в себе метод температур ных волн и считывание параметров переменного температурного поля отраженным излучением зондирующего полупроводникового лазера ( = 0, 65 мкм), включенно го в схему модуляционного эллипсометра, по синхронному с полем изменению поля ризации (метод лазерной термомодуляционной эллипсометрии). Созданная на осно вании этой методики экспериментальная установка, с пространственно распределен ным приемником в виде оптоволоконного коллектора и фотодиодной линейки позво ляет одновременно считывать информацию о параметрах температурных колебаний с площади 102 мм2, с пространственным разрешением 103 мм2. Измерение тем пературопроводности в локальных участках образца осуществляется фазочастотным вариантом метода Ангстрема с высокой степенью локальности ( 0.01 мм).

Применение высокочувствительной регистрирующей аппаратуры и автоматизиро ванной методики проведения эксперимента с цифровой обработкой сигнала дает воз можность получать информацию об отличиях в теплофизических свойствах локаль ных участков поверхности, неразличимых для других средств измерений.

Разработанная методика отличается повышенными быстродействием и помехоустой чивостью по сравнению с ранее созданными устройствами.

Результаты экспериментальных исследований, выполненные для металлов Ni, Zr с обычной и с субмикро- и нанокристаллической структурой показали, что разработан ные методики и аппаратура позволяют определять анизотропию и неоднородности теплофизических свойств с высокой степенью локальности.

Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ “Ведущие научные шко лы”, проект НШ – 2999.2008.8.

БЛОК РЕЛЕЙНОЙ АВТОМАТИКИ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ «КИНЕТИКА»

Петров С.И.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: Sega_87@inbox.ru Экспериментальная установка «Кинетика» предназначена для измерения времени жизни перегретых жидкостей, кроме того, измеряемыми параметрами являются тем пература и давление. Температура жидкости измеряется термометром сопротивления или термопарой в комплекте с цифровым вольтметром, давление – датчиком - преоб разователем. Все приборы имеют выход на ЭВМ, которая управляет всем ходом экспе римента, а также сохраняет все показания приборов.

Целью работы являлась автоматизация процесса измерения времени жизни пере гретой жидкости на экспериментальной установке «Кинетика».

В ходе работы была спроектирована и смонтирована релейная схема сопряжения системы автоматического управления с релейным блоком, обеспечивающим работу клапанов, управляющих изменением давления. Релейный блок обеспечивает строгую очередность в процессе открытия и закрытия клапанов.

По сигналу с ЭВМ включается система автоматического управления (САУ), управля ющая своевременным открытием и закрытием клапанов посредством релейного бло ка. Сигналы с САУ включают реле, обеспечивающие питание клапанов, а также запус кают схему включения компенсирующего сопротивления в цепи питания клапанов.

Вскипание жидкости регистрируется по гидравлическому удару разделительного силь фона о замыкающий контакт. Все данные выводятся на экран, а также заносятся в па мять ЭВМ.

Работа выполнена в рамках интеграционного проекта фундаментальных исследова ний УрО-ДВО РАН, программы Отделения ЭММПУ РАН, договора РФ-10/08 с Пра вительством Свердловской области при финансовой поддержке РФФИ (проект 07 08-96049) и гранта президента России ( НШ-2999.2008.8).

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И КОНСТРУКТИВНЫХ РАЗМЕРОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Пономарев С.В.

Тамбовский государственный технический университет, 392000, Тамбов, ул. Советская, E-mail: kafedra@asp.tstu.ru В докладе обсуждаются современные подходы к повышению точности измерения теплофизических свойств (ТФС) веществ, опыт использования которых накоплен в Тамбовском государственном техническом университете (ТГТУ).

Главными направлениями снижения погрешностей измерения ТФС при проекти ровании и разработке новых методов и устройств являются следующие:

1. использование командных методов работы опытного персонала;

2. математическое моделирование проектируемого метода и устройства;

3. анализ источников возможных погрешностей и его использование в качестве осно вы при проектировании измерительного устройства;

4. применение математических моделей при выборе оптимальных (или хотя бы ра циональных) режимных и конструктивных параметров разрабатываемого метода и устройства;

5. использование опытных образцов (макетов) разрабатываемой системы для прове дения ее испытаний и отработки методики выполнения измерения;

6. экспериментальное определение алгоритма введения поправок в результаты изме рения ТФС веществ по результатам исследования материалов с известными свой ствами;

7. применение рекомендаций методологии решения проблем на всех этапах работы.

Методология решения проблем (МРП) представляет собой [1] детализированный цикл улучшения PDCA Деминга. Применительно к проблеме проектирования и разра ботки теплофизических методов, устройств и систем эта методология включает в себя 4 основных этапа:

1. планирование действий по разработке новой теплофизической измерительной си стемы;

2. осуществление запланированных действий по разработке новой теплофизической системы;

3. проверка (оценка) результатов работы команды с участием членов специально на значенной (например, заказчиком) комиссии и принятие решения;

4. доработка имеющегося опытного образца и/или изготовление окончательного ва рианта теплофизической системы, составление отчета о выполненной работе, пе редача разработанной системы и отчета заказчику, при необходимости – обучение персонала заказчика теоретическим основам и практическим навыкам эксплуата ции теплофизической системы.

Разработанные в ТГТУ методы, устройства и системы [2] используются для измере ния ТФС различных материалов.

1. Пономарев С.В. Управление качеством продукции. Инструменты и методы менеджмента качества / С.В. Пономарев, С.В. Мищенко, В.Я. Белобрагин и др.–М.: РИА «Стандарты и качество»,2005.–248с.

2. Пономарев С.В. Теоретические и практические основы теплофизических измерений / С.В. Поно марев, С.В. Мищенко, А.Г. Дивин, В.А. Вертоградский, А.А. Чуриков. – М.: Физматлит,2008.– 408с.

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И КОНСТРУКТИВНЫХ РАЗМЕРОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Серова А.Е.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: Alexandraserova@e1.ru В настоящее время возникает большой интерес к теории и практике использова ния искусственных нейронных сетей (ИНС). В основе работы ИНС лежит использова ние алгоритмов, полученных при помощи обучения на примерах. Такая ИНС способ на решить задачу аппроксимации нелинейной функции произвольного вида от многих переменных. В дальнейшем обученная таким образом ИНС может быть использована для прогнозирования, каких либо свойств веществ, которые удовлетворяют заранее заданным параметрам. С помощью ИНС могут быть изучены теплофизические свой ства нормальных алканов, такие как критическая температура и критическое давле ние. К сожалению, не всегда удается провести физический эксперимент по исследо ванию этих свойств. Для прогнозирования иногда используют линейную аппроксима цию, но в связи с развитием компьютерного моделирования появился еще один способ для прогноза. Там, где линейная аппроксимация неудовлетворительна и линейные ме тоды работают плохо, а таких задач достаточно много, основным инструментом ста новиться нейросетевые методы. При критических температурах порядка 600 - 650 K молекулярные цепи алконов начинают рваться и уже сложнее измерить термодинами ческие свойства. Сейчас известны только термические свойства до 36 атома углерода, а дальнейшее измерение невозможно, так как идет термическое разложение. Необхо димо экстраполировать, чтобы знать эти свойства нужно подбирать коэффициенты в полиноме. Еще один из способов прогнозирования критических свойств - это искус ственные нейронные сети.

В данной работе использовались экспериментальные данные [1] критической тем пературы и критического давления для нормальных алканов – молекул с количеством атомов углерода с 1 по 36. Для них поводился ряд компьютерных экспериментов по прогнозу критических свойств нормальных алканов, в каждом, из них менялся какой либо параметр, влияющий на результат. В работе [1], предполагалось, что критическая температура достигает Tc = 1150 K, а критическое давление Pc = 0 MPa.

Результаты прогнозирования для критических свойств показали, что полученные результаты сопоставимы с прогнозами.

Так же из расчетов можно сделать вывод, что искусственные нейронные сети мож но использовать для прогнозирования термодинамических свойств нормальных ал канов. Компьютерный эксперимент проводился, с помощью программного продукта STATISTICA Neural Networks.

1. E. Nikitin, P. Pavlov, A, Popov. Vapour-liquid critical temperatures and pressures of normal alkanes with from 19 to 36 carbon atoms, naphthalene and m – terphenyl determined by the pulse – heating technique.

Fluid Phase Equilibria, 1997, p. 155-164.

МЕТОД НАГРЕВА ПРОВОЛОЧНОГО ЗОНДА ИМПУЛЬСОМ ПОСТОЯННОЙ МОЩНОСТИ Волосников Д.В., Смотрицкий А.А.

Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: dima_volosnikov@mail.ru Для выяснения характерных черт переноса тепла в условиях мощного энергетиче ского воздействия на вещество большое значение приобретает методика оценки теп лофизических свойств веществ, основанная на данных, получаемых в ходе импульсно го эксперимента. Для решения этой задачи нами развивается метод управляемого им пульсного нагрева проволочного зонда [1], дополненный численным моделированием теплообмена в нелинейной среде. Различные варианты этого метода основаны на им пульсном нагреве зонда при заданной мощности тепловыделения [2, 3] и измерении зависимости средней температуры зонда от времени разогрева, которая используется для определения теплофизических свойств жидкостей по известным соотношениям.

Определение значения коэффициентов температуропроводоности и теплопроводно сти проводилось по значениям смещения и тангенса угла наклона линейного участка зависимости T(ln t), где t – продолжительность нагрева, T – приращение темпера туры зонда. Предполагалась независимость свойств жидкости от температуры в задан ном интервале значений T, где T 1 К по порядку величины. Метод основан на известном решении для температурного поля внутри цилиндра бесконечной длины с постоянной по объему и по времени нагрева мощностью источников тепла [4]. Общим требованием для традиционных методов нестационарных измерений является необ ходимость обеспечения малой величины температурного возмущения относительно температуры в объеме жидкости. Увеличение температурного напора в ходе экспери мента открывает возможность захода в область перегретых состояний исследуемого вещества.

Такая постановка эксперимента приводит к необходимости решения нелинейного уравнения теплопроводности из-за зависимости свойств и вещества и зонда от темпе ратуры. Вместе с тем, современные методы численного эксперимента уже достаточно развиты для решения таких задач и поэтому указанную проблему можно разрешить пу тем совмещения численного решения прямой задачи и реального эксперимента.

Экспериментальный метод нагрева проволочного зонда импульсом постоянной мощности реализован путем создания аналогового электронного устройства, которое осуществляет автоматическое управление мощностью посредством следящей системы с отрицательной обратной связью. При помощи расчетных методов решаются прямая и обратная задачи теплопроводности. Для решения прямой задачи – построения тем пературного поля по известным теплофизическим свойствам – применен метод конеч ных разностей. Обратная задача заключается в восстановлении значений теплофизи ческих свойств перегретых веществ по данным импульсного опыта. Решение обрат ной задачи реализовано при помощи процедуры итерационного подбора, основанной на применении генетических алгоритмов. Суть процедуры заключается в оценке рас согласования подгоняемых функций по критерию абсолютного отклонения моделиру ющего полинома от экспериментальных значений.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект 07-08-96048_урал и гранта Прези дента РФ “Ведущие научные школы”, проект НШ – 2999.2008.8.

1. Волосников Д.В., Ефремов В.П., Скрипов П.В., и др., ТВТ. Т. 44, 3. (2006) 2. Assael M.J., Charitidou E., Dix M., Nieto de Castro C.A, Wakeham W.A., Int. Journ. Thermophys. V.8, (1987) 3. Мулюков Р.Р., Павлов П.А., ИФЖ. Т. 38, 4. (1980) 4. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. Наука (1964) МАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЕ СПЛАВОВ С МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКИМ ЭФФЕКТОМ Андреевских А.В.

Челябинский государственный университет, 454021, Челябинск, ул. Бр.Кашириных, E-mail: andrey@econ.cgu.chel.su В последнее время большое внимание уделяется проблеме рационального исполь зования энергии. В связи с этим разработка и внедрение энергосберегающих техноло гий имеет большое практическое значение. Разработка и практическое внедрение хо лодильников, кондиционеров, тепловых насосов и других бытовых и технологических устройств, в которых в качестве рабочего тела используется твердотельный материал с гигантским магнитокалорическим эффектом (МКЭ) позволит значительно понизить потребление электроэнергии.

Задача данной работы заключается в разработке надежного, относительно дешево го способа приготовления сплавов с МКЭ. В качестве объекта исследования был пред ложен сплав Ni Mn Ga Cu. Использование такого сплава обуславливается тем, что в ферромагнитных сплавах Гейслера Ni Mn Ga наблюдается гигантский МКЭ. Отме тим, что в этих сплавах изменение энтропии S имеет положительный знак. Это обу словлено тем, что структурный переход происходит из аустенитной ферромагнитной фазы в предположительно парамагнитную (или антиферромагнитную) мартенситную фазу. Поскольку из-за близости структурного (мартенситного) перехода к точке Кю ри аустенита изменение намагниченности при этом переходе оказалось незначитель ным. Для наблюдения больших значений МКЭ необходимо повысить температуру Кю ри аустенитной фазы.

Некоторые особенности МКЭ в сплавах Ni Mn Ga обусловлены отклонением от стехиометрического состава и, как следствие, различием температур магнитного и структурного фазовых переходов. Возможность управления прямым и обратным струк турным фазовыми переходами при помощи магнитного поля может обеспечить допол нительную скрытую теплоту, изменяющуюся в пределах от 1 до 11 Дж/г [1]. Структур ный фазовый переход в сплавах Ni Mn Ga может проявляться в широком темпера турном интервале (4626 K) и, в принципе, может совпадать с магнитным переходом.

Значение намагниченности насыщения и, вследствие этого, величина МКЭ могут быть увеличены путем добавок Fe и Co в первоначальную композицию Ni2 MnGa.

Таким образом, представленные данные предполагают, что сплавы Ni Mn Ga могут быть хорошим вариантом в качестве рабочего тела в холодильных устройствах и тепловых насосов, работающих в области температур от 300 до 350 К.

В докладе представлены результаты исследований сплавов Ni Mn Ga полученных сплавлением компонентов в индукционной печи с последующими переплавками. При водятся данные о морфологии полученных образцов, фазовом и химическом составе в зависимости от условий приготовления, а также результаты измерений магнитокало рического эффекта в широком интервале температур.

1. V.A. Chernenko, E. Cesari, V.V. Kokorin, I.N. Vitenko., Scripta Metal. Mater., 33, (1995) КОНСТАНТЫ ОДНООСНОЙ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИИ ПЛЕНОК ФЕРРОШПИНЕЛЕЙ С РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНЬЮ НАНОСТРУКТУРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ Митлина Л.А., Великанова Ю.В., Бадртдинов Г.С., Ерофеев Р.И.

Самарский государственный технический университет, 443100 Самара Россия E-mail: gregori2000@mail.ru Исследование магнитной анизотропии пленок феррошпинелей представляет инте рес с точки зрения выяснения природы самой анизотропии, а также в связи с возмож ным использованием пленок в качестве эффектных элементов в устройствах спинвол новой электроники.

В монокристаллических пленках феррошпинелей, полученных методом химических транспортных реакций на (001) плоскости оксида магния, наряду с кристаллографиче ской анизотропией, соответствующей анизотропии объемных кристаллов, наблюдает ся одноосная анизотропия в плоскости пленки[1-3].

Значения констант одноосной анизотропии (Ku ) оцененных методом вращатель ных моментов, методом ферромагнитного резонанса (ФМР) и из анализа дисперсион ных зависимостей магнитостатических волн для одних и тех же образцов совпадают по порядку величины (табл.).

Метод Метод ФМР вращательных моментов Кu10-3 Кu10-, МПа эрг см-3 эрг см- 1105 1 235 7,19 14, 310 2 206 3,75 6, 4034 3 76,8 2,35 2, 3031 4 77,8 2,38 6, Метод ФМР позволяет оценить внутренние напряжения в пленках, а также угол ориентации оси наведенной магнитной анизотропии (НМА) относительно направле ния [100] и угол отклонения () оси легкого намагничивания от [110]. Константа одно осной анизотропии и угол изменяются в соответствии с уменьшением напряжений в пленке.

Полученное значение внутренних напряжений из анализа спектров ФМР в плен ках феррошпинелей удовлетворительно согласуются с данными из измерений радиуса кривизны системы и рентгеновских исследований.

По величине внутренние напряжения значительно меньше термических, что сви детельствует о релаксации термических напряжений в процессе пластической дефор мации. Степень пластической деформации пленок феррошпинелей определяется хи мическим составом, технологическими условиями синтеза, соотношением толщины пленки и подложки. На поверхности пленки методом химического травления выяв ляется хаотическое распределение дислокаций, короткие скопления и ориентирован ные скопления дислокаций. С ростом степени пластической деформации наблюдается уменьшение значения константы одноосной анизотропии и угла отклонения оси лег кого намагничивания от [110].


Пленки феррошпинелей, полученные газофазным методом, в силу трехмерного ро ста имеют блочную структуру. Линейные размеры блоков Rbl (103 105 ) нм, а ли нейные размеры областей когерентного рассеивания рентгеновских лучей и размеры примесных и вакансионных атмосфер возле дислокаций R (101 102 ) нм. Эффектив ный радиус обменного взаимодействия Rc R, это должно определять высокую сте пень однородности распределения намагниченности внутри блока. Эффективный ра диус магнито-дипольного взаимодействия Rm Rbl и взаимодействием блоков в погра ничной области можно пренебречь. Такая пленка в целом характеризуется разбросом (дисперсией) локальных направлений поля анизотропии и должна наблюдаться зави симость константы одноосной магнитной анизотропии от подмагничивающего поля и частоты соответственно. Результаты исследований показали, что зависимость Ku от частоты носит противоположный характер для пленок с ориентированными скопле ниями дислокаций и с хаотическим распределением дислокаций.

1. Л.А. Митлина, А.В. Пец, В.В. Молчанов. Изв. вузов. Физика 3, 31 (1982).

2. Л.А. Митлина, А.А. Сидоров, А.Л. Васильев. В сб.: Магнитные свойства кристаллических и аморф ных материалов. ИГПИ, Иркутск (1983). С. 171.

3. В.М. Митлин, А.А. Сидоров. В сб.: Магнетизм и электроника. КГПИ. Куйбышев (1980). С. 153.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ЭФФЕКТОВ МАГНИТОСТРИКЦИИ И МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЯ В КРИСТАЛЛАХ АЗИДА СЕРЕБРА Байкина Л.К., Кулагина Ю.М.

ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет», 650043, Кемерово, ул. Красная, E-mail: Usova_julia @sibmail.com В настоящей работе были проведены исследования некоторых физических свойств (магнитострикции и магнитосопротивления) немагнитных кристаллов азида серебра с размерами 10 0.1 0.03 мм3. Обнаружено гигантское изменение размеров кристал лов азида серебра в однородном и неоднородном магнитных полях, которые релакси руют в течение нескольких десятков часов после окончания воздействия. Максималь ное относительное изменение размеров кристаллов соответствует значению l/l = (2.7 ± 0.5) · 102. После дополнительной обработки “релаксированных” кристаллов на блюдается аналогичное изменение их размеров с последующей релаксацией. Значи тельное изменение размеров кристаллов азида серебра начинает проявляться после минут воздействия магнитного поля и достигает своего максимума при 30 минутах воз действия, но это состояние оказывается неустойчивым и при дальнейшем воздействии магнитного поля возвращается к прежним размерам. Экспериментально установлено увеличение удельного сопротивления кристаллов азида серебра в неоднородном маг нитным поле (gradH = 48 Э), в то время как, в однородным магнитном поле величина сопротивления остаётся неизменной. Наблюдаемое уменьшение электропроводности образцов в магнитном поле может быть связано с изменением плотности дислокаций.

СКОРОСТЬ ДРЕЙФА ПОЛОСОВЫХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ В ПЛАСТИНАХ (111) ФЕРРИТОВ–ГРАНАТОВ Баширова Н.Е., Лысов М.С., Памятных Л.А., Кандаурова Г.С.

Уральский государственный университет, 620083, Екатеринбург, ул. Ленина, E-mail: mikhail.lysov@usu.ru Представлены результаты исследования дрейфа полосовых магнитных доменов в тонких пластинах (111) ферритов-гранатов в переменном магнитном поле H = H0 Sin(2 f t) в интервале частот f = 25 1000 Гц. Под дрейфом понимают посту пательное движение массива полосовых доменов, как целого, в направлении, перпен дикулярном плоскости доменных границ [1,2]. Образцы – пластины -(111), вырезан ные из монокристалла феррита-граната (TbEbGd)3 Fe5 O12 толщиной L = 50 мкм, имели сложный характер магнитной анизотропии (константа кубической магнитной анизо тропии k1 = 1250 эрг/см3, константа наведенной одноосной анизотропии ku = эрг/см3 ). Доменная структура (ДС) пластин выявлялась магнитооптическим эффек том Фарадея и фиксировалась на видеокамеру. Скорость дрейфа (V) определялась пу тем обработки полученных изображений с помощью компьютерных программ.

Рис. 1. Зависимости скорости дрейфа полосовых доменов (а) и периода полосовой доменной структу ры (б), в от амплитуды переменного поля H0.

В указанном диапазоне частот получены зависимости скорости дрейфа от амплиту ды переменного магнитного поля H0.

При частотах f = 25 100 Гц скорость дрейфа практически не зависит от амплиту ды поля и возрастает от 0.05 до 0.25 мм/с (кривые 1 и 2 на рис.1а). При этом период полосовой доменной структуры D монотонно уменьшается от 0.20 до 0.14 мм (кривые 1’ и 2’ на рис 1б).

В интервале частот 500-750Гц зависимость V(H0 ) имеет один и тот же вид: на рис.

1а приведены кривые 3 и 4 для f = 600 и 750Гц, соответственно. При амплитудах поля H0 = 45 65 Э скорость дрейфа монотонно увеличивается, при последующем увеличе нии амплитуды V практически не изменяется. Как видно из рисунка 1в, зависимость D(H0 ) носит немонотонный характер. Увеличению скорости дрейфа при малых ампли тудах поля соответствует возрастание периода полосовой ДС. При последующем уве личении H0 имеет место дробление ДС и уменьшение периода полосовой структуры от 0.20 до 0.14 мм.

Определены значения максимальной скорости дрейфа при фиксированных часто тах переменного поля Vmax. Установлено, что зависимость Vmax от частоты носит немо нотонный характер: в области 25-400Гц Vmax увеличивается от 0.05 до 2.2 мм/с, при f 400 Гц максимальная скорость дрейфа уменьшается до 1.6 мм/с.

Полученные в работе немонотонные зависимости скорости дрейфа полосовых маг нитных доменов от амплитуды переменного поля не описываются известными на се годняшний день теоретическими работами, например [3,4].

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 08-02-99081.

1. Власко-Власов В.К., Успенская Л.С., ЖЭТФ, 91, 10, с. 1483-1494 (1986).

2. Памятных Л.А., Лысов М.С., Кандаурова Г.С., Известия РАН, серия физическая, 71, 11, С. 1542 1544 (2007).

3. Барьяхтар В.Г., Горобец Ю.И., Денисов С.И., ЖЭТФ, 98, 4 с. 1345 (1990).

4. Ходенков Г.Е., ФТТ, т. 48, 5 с. 835 (2006) ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ГЕТЕРОГЕННЫХ ПЛЕНОК (Ni80 Fe20 )0.6 Mn0. Блинов И.В., Королев А.В., Криницина Т.П., Матвеев С.А., Попов В.В., Цурин В.А.

Институт физики металлов УрО РАН, 620041 Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, E-mail: blinoviv@mail.ru Исследованы тонкие гетерогенные пленки (Ni80 Fe20 )0.6 Mn0.4, полученные методом ионно-плазменного напыления на монокристаллические подложки Al2 O3 (110) при тем пературе подложки 30 0 C Толщина пленок контролировалась при помощи интерфе рометра и составляла 170 нм. Структура образцов исследовалась методом рентгено структурного анализа на рентгеновском дифрактометре ДРОН-6.0 и методом просве чивающей электронной микроскопии на электронном микроскопе JEM-200CX. Маг нитные свойства были изучены при помощи SQUID-магнитометра и мессбауэровской спектроскопии конверсионных электронов (КЭМС).

Проведенные исследования показали, что после напыления пленка представляет собой антиферромагнитный ГЦК твердый раствор с температурой Нееля, TN 450 K [1], который после отжига при температуре от 400 0 C распадается на две фазы – анти ферромагнитную - Mn и ферромагнитную - Ni80 Fe20. Это согласуется с ранее проведен ными исследованиями пленок (Ni80 Fe20 )1x Mnx [2]. Обнаружено, что с ростом темпера туры отжига происходит увеличение размеров кристаллитов от 10-25 нм для темпера туры отжига 400 0 C до 20-35 нм для температуры отжига 500 0 C.

В пленках (Ni80 Fe20 )0.6 Mn0.4 обнаружена однонаправленная обменная анизотропия, о чем свидетельствует сдвиг петли гистерезиса при охлаждения образца в магнитном поле 10 кЭ от 300K до 10K. Величины обменного сдвига составляют 30 и 15 Э, для об разцов, отожженных при температуре 400 и 500 0 C в течение 3 часов, соответственно.

Рис. 1. Мессбауэровский (КЭМС) спектр (слева) и функция распределения сверхтонких полей (справа) пленки (Ni80 Fe20 )0.6 Mn0.4. Отжиг 500 0 C – 3 часа Рис. 2. Петля гистерезиса пленки (Ni80 Fe20 )0.6 Mn0.4 после охлаждения в поле 10 кЭ от 300K до 10K. От жиг 400 0 C – 3 часа Наличие однонаправленной анизотропии, по-видимому, обусловлено взаимодействи ем ферромагнитных и антиферромагнитных областей в отожженной пленке.

Работа выполнена при поддержке Президиума РАН (проект по программе Прези диума РАН «Влияние атомно-кристаллической и электронной структуры на свойства конденсированных сред»).

1. Nogues J., Schuller Ivan K, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 192, 203(1999) 2. C.S. Yoon, S.J. Kim, Journal of Applied Physics, 94,539(2003) МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ТРОЙНЫХ СПЛАВОВ PdMnx Fe1x Волкова Н.В., Коуров Н.И.

Институт физики металлов УрО РАН, 620219 Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, E-mail: nvolkova@imp.uran.ru Рентгеноструктурные исследования тройной системы сплавов PdMnx Fe1x показа ли, что в интервале 0.2 x 0.8 она является двухфазной [1]. В данных сплавах при комнатной температуре всегда присутствуют две фазы с тетрагональным упорядочени ем атомов типа L10, отличающиеся степенью тетрагональности и величиной парамет ров решетки. Значения последних близки к тем, что наблюдаются в сплавах граничных составов MnPd и FePd.


Результаты исследования парамагнитной восприимчивости p сплавов PdMnx Fe1x, определенной методом Фарадея при H 0.5 MA/m показывают, что для сплавов на ос нове ферромагнетика PdFe восприимчивость описывается законом Кюри-Вейсса. За мена атомов железа на атомы марганца при x 0.2 приводит к появлению излома на кривых p (T) в области температур T 900K. При увеличении концентрации x эта осо бенность сдвигается в сторону более высоких температур и для исходного сплава PdMn наблюдается при TS1 1150K, что соответствует температуре структурного превраще ния B2 L10 согласно диаграмме состояний сплавов Pd - Mn [2].

Рис. 1. Температурные зависимости парамагнитной восприимчивости сплавов PdMnx Fe1x : 1 - x = 0;

2 0.1;

3 - 0.15;

4 - 0.3;

5 - 0.4;

6 - 0.5;

7 - 0.7;

8 - 0.8;

9 - 0.9;

10 - 0.95;

11 - 1. Штриховой линией обозначена температура структурного превращения TS1.

Для оценки относительных объемов ферромагнитно и антиферромагнитно упоря доченной фаз проведен расчет магнитной восприимчивости для образца с x = 0.5 в приближении молекулярного поля в модели Гейзенберга [3]. Для сплава с x = 0.5 тем пература Кюри, определенная из измерений магнитной восприимчивости, принима лась равной TC = 653K. Температурная зависимость восприимчивости рассчитана для полей H1 = 3.58MA/m, H2 = 3.98MA/m. Для спина S = 2, что соответствует полному спи ну Fe3+, при температуре T = 1100K TC, TN значение восприимчивости = 11.54 104.

А для спина S = 2, что соответствует полному спину Fe2+, при температуре T = 1100K = 7.91 104.

Исследование эффекта Холла представляет интерес, так как этот нечетный гальва номагнитный эффект определяется особенностями как магнитного состояния, так и электронной зонной структуры вблизи EF. Для антиферромагнитного образца x = 0. зависимость x (H) является практически линейной в данном интервале магнитных по лей. Для образцов x = 0.1 и 0.5 полевые зависимости x имеют вид, обычный для фер ромагнетиков.

1. Волкова Н.В., Клейнерман Н.М., Коуров Н.И., Найш В.Е., Сагарадзе И.В., Сериков В.В., Тюленев Л.Н.

- ФММ. - 2000. - Т.89, вып.1. - C.39-46.

2. Hansen M., Anderko K. Constitution of Binary Alloys, McGraw-Hill, New York 1990.

3. Смарт Дж. Эффективное поле в теории магнетизма. - М.Мир. - 1968.

МИКРОСТРУКТУРА И МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ ПЛЕНОК Co-SiO2 И Fe-SiO2 В CPP-ГЕОМЕТРИИ Горьковенко А.Н., Ювченко А.А., Лепаловский В.Н., Васьковский В.О.

Уральский государственный университет им. А.М. Горького, 620083, Екатеринбург, пр. Ленина, E-mail: Gorkovenko@yandex.ru Исследованы свойства плёночных композитов Cox (SiO2 )100x и Fex (SiO2 )100x, осаждён ных ионным высокочастотным распылением мозаичных мишеней на стеклянные под ложки. Номинальное содержание 3d-элементов в плёнках, которое устанавливалось по соотношению площадей различных компонентов в мишенях, изменялось в пределах от 30 до 60 %. Полученные образцы не обнаруживали гистерезиса при перемагничи вании и имели кривые намагничивания типичные для гранулированных структур [1].

Их анализ, выполненный в модели однородных сферических гранул с использованием функции Ланжевена, позволил косвенным образом описать изменения микрострукту ры при варьировании состава плёнок. Установлено, что с увеличением концентрации и Co и Fe наблюдается монотонное увеличение среднего размера гранул от 2,5 до 5, нм.

Для изучения магнитоэлектрических свойств плёнок использовались специальные образцы, на которых измерения электросопротивления выполнялись при протекании тока перпендикулярно поверхности образцов (CPP-геометрия). Указанные образцы по лучались путём многократного маскирования и, в конечном счёте, представляли собой трёхслойные элементы. Верхний и нижний слои элементов были медными и имели форму скрещивающихся полосок. Они выполняли роль токовых и потенциальных зон дов. Между ними располагался слой композита толщиной 100 нм.

На рисунке показаны концентрационные зависимости магниторезистивного эф фекта R/R в магнитном поле 15 кЭ для плёнок Fex (SiO2 )100x (кривая 1) и Cox (SiO2 )100x (кривая 2). Как видно, они имеют подобный немонотонный характер. С уменьшением содержания 3d-элементов в области x = 50 % появляется значительный магниторези стивный эффект по знаку противоположный так называемому гигантскому магниосо противлению. Причем в плёнках с Co он превышает 10 %, что также нетипично для R / R, % - -1 30 35 40 45 50 55 x,% Рис. 1. Концентрационные зависимости магниторезистивного эффекта для плёнок Fex (SiO2 )100x и Cox (SiO2 )100x гранулированных плёнок. При содержании 3d-элементов менее 45 % происходит сме на знака эффекта. Таким образом, в области относительно малых концентраций метал ла реализуется магнитосопротивление, которое принято считать «гигантским».

По полученным к настоящему времени данным обнаруженный эффект отрицатель ного магнитосопротивления не методического происхождения. Однако пока не най дена и его физическая интерпретация.

1. Socolovsky L.M, Materials Characterization, 50, 117(2003) ВОЗМОЖНОСТЬ РАЗМАГНИЧИВАНИЯ СЛОЖНОСОСТАВНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ Худяков Б.А.1, Корх М.К.1, Ригмант М.Б.1, Ничипурук А.П.1, Махнев М.И.2, Зинченко С.А Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия 620041, г. Екатеринбург, ул. С.

Ковалевской, ОАО «Ижсталь», г. Ижевск, Россия Остаточная намагниченность изделий из ферромагнитных сталей и сплавов часто создает трудности при определении фазового состава и магнитных характеристик с помощью магнитных методов контроля. Поэтому, перед проведением исследований магнитных свойств ферромагнитных материалов необходимо их размагничивание.

Также размагничивание применяется на промышленных предприятиях перед вводом изделий в эксплуатацию или в следующий производственный цикл. Например, изде лия, обладающие малым весом и габаритами (проволока, прутки) будучи намагничен ными, могут «прилипать» к обрабатывающим их металлическим частям станков, при тягивать к себе железосодержащие стружку и пыль, что может стать причиной выво да из строя обрабатывающего оборудования, а также затруднить обработку поверхно сти изделия. Кроме того, качество сварки намагниченных изделий удлиненной фор мы (трубы, рельсы, прутки, проволока), магнитное поле в которых имеет выход на их торцах, может быть ухудшено вследствие возникновения эффекта «магнитного дутья».

Таким образом, требования к размагниченному состоянию различных изделий и кон струкций являются достаточно строгими, и вопрос размагничивания, особенно круп ногабаритных или составных изделий, стоит довольно остро.

В Институте физики металлов по заказу ОАО «Ижсталь» была разработана размаг ничивающая установка, предназначенная для размагничивания одновременно боль шого количества прутков (50 – 100 штук и более), различного диаметра (от 0,5 до 15 мм) и длиной (от 2 до 3,5 м), изготовленных из инструментальной стали. Установка вклю чает в себя управляемый источник тока (ИТ), катушку магнитного поля (внутренний диаметр - 470 мм, длина – 520 мм, обмотка катушки состоит из 1600 витков медного про вода площадью сечения 4,67 мм2 ) а также систему рольгангов. Принцип работы уста новки заключается в следующем: изделия, имеющие разную степень намагниченности, связываются в пучок, укладываются на рольганги и проходят через размагничивающее поле создаваемое катушкой с помощью тока поступающего от ИТ на ее обмотку.

Основным узлом установки является ИТ, т.к. от его выходных параметров (частота, скважность, амплитуда выходного сигнала) напрямую зависят параметры магнитного поля в катушке, а следовательно качество размагничивания. В процессе проведения лабораторных экспериментов по размагничиванию, а также последовавших за ними пусконаладочных работ на предприятии, были разработаны три модификации ИТ. Все они могут применяться для размагничивания прутков или других изделий удлиненной формы. Однако добиться размагничивания до желаемого уровня требуемого количе ства изделий позволила только модификация, основанная на принципе последователь ного перемагничивания локальных участков крупногабаритных сложносоставных из делий с помощью знакопеременных импульсов магнитного поля с экспоненциально убывающей амплитудой.

Применение такой установки позволило проводить размагничивание одновремен но большого количества изделий, что значительно увеличило скорость производствен ного процесса на предприятии. Кроме того, данная установка может быть использова на не только для размагничивания прутков, но и для других изделий, имеющих слож ную или удлиненную форму.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ВЕЩЕСТВА ФЕРРОМАГНЕТИКОВ В РАЗОМКНУТОЙ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ Костин В.Н.1, Лукиных О.Н. Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия 620041, г. Екатеринбург, ул. С.

Ковалевской, Уральский государственный технический университет-УПИ, 620002, Екатеринбург, ул.Мира, E-mail: kostin@imp.uran.ru Магнитные свойства ферромагнетиков принято разделять на свойства тела и свой ства вещества [1]. Свойства тела зависят от формы и размеров ферромагнетиков и определяются в разомкнутой магнитной цепи по измеряемым значениям магнитной индукции B и внешнего магнитного поля He. Свойства вещества не зависят от формы и размеров ферромагнетика и определяются по измеряемым значениям магнитной ин дукции и внутреннего магнитного поля Hi. Использование магнитных свойств веще ства в качестве параметров контроля позволяет получать наиболее достоверную ин формацию о структуре и физико-механических свойствах контролируемых изделий, а также позволяет избавиться от влияния формы и размеров контролируемых изделий на результаты контроля. Более того, структурная чувствительность магнитных свойств вещества и тела различаются [2].

Установлено, что используемую в качестве параметра структуроскопии остаточную магнитную индукцию вещества Br можно определить по остаточной магнитной индук ции тела Bt, значению внешнего поля He, измеренного при равенстве нулю внутренне r го магнитного поля, а также значению внутреннего магнитного поля Hi, измеренного при равенстве нулю внешнего магнитного поля.

В случае измерения внутреннего поля и индукции в области однородного намагни чивания ферромагнетика конечных размеров, что возможно для образцов с большим отношением длины к площади поперечного сечения, остаточную магнитную индук цию вещества можно найти по формуле:

He t Br = B (1) Hi r Для ферромагнетиков с большим коэффициентом размагничивания, на которых область однородного намагничивания отсутствует, остаточную индукцию вещества мож но найти по формуле:

µ0 (He + Hi ) Br = + Bt (2) r N причем в (2) следует использовать эффективный (т.е. учитывающий неоднородность намагничивания) коэффициент размагничивания N, определяемый эксперименталь но для ферромагнетиков заданной формы.

1. Боровик Е.С., Еременко В.В., Мильнер А.С., Лекции по магнетизму, ФИЗМАТЛИТ (2005) 2. Костин В.Н., Осинцев А.А., Сташков А.Н., Царькова Т.П., Дефектоскопия, 3, 69-82 (2004) ДИНАМИКА ДОМЕННОЙ СТЕНКИ В ДВУХСЛОЙНОЙ ПЛЕНКЕ С РАЗЛИЧНЫМ ЗНАКОМ ГИРОМАГНИТНОГО ОТНОШЕНИЯ СЛОЕВ Мастин А.А., Рандошкин В.В., Сысоев Н.Н.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,119992 Москва E-mail: mastinaa@mail.ru Одним из интересных объектов для исследования динамики доменной стенки (ДС) являются пленки феррит-гранатов. Их получают методом жидкофазной эпитаксии [1].

Этот процесс сопровождается образованием поверхностных слоев пленки, отличаю щихся от основного объема пленки по химическому составу и магнитным параметрам (намагниченности насыщения, эффективного поля анизотропии, коэффициентом за тухания и т.д). Выяснение влияния слоистости на движение доменной стенки вызы вает большие трудности. Целью настоящей работы являлось численное исследование влияния слоистости пленки на динамику доменной стенки в двухслойной пленке с раз личным гиромагнитным отношением слоев. Динамика ДС в пленках феррит-гранатов достаточно хорошо описывается системой уравнений Слончевского [2]. Поля рассе яния ДС учитывались в статическом приближении [3]. Динамика ДС в двухслойной пленке с различным гиромагнитным отношением слоев интересна тем, что, изменяя знак гиромагнитного отношения слоев пленки, возможно, значительно увеличивать поле и скорость срыва стационарного движения ДС, за счет сильного скручивания ДС.

Разность между значениями угла выхода намагниченности на поверхностях пленки в некоторых случаях достигало 50, при общей толщине пленки 1 мкм. Исследовалось влияние толщины слоев пленки с различным гиромагнитным отношением на зависи мость скорости ДС от внешнего магнитного поля, также исследовалось влияние тол щины и значения гиромагнитного отношения слоев пленки на поле и скорость срыва стационарного движения ДС. Параметры слоев были выбраны: A = 3 107 эрг/см, K = 104 эрг/см3, 4M = 300 Гс, = 0.06 мкм, = 0.3. Показано, что, в рамках при нятой модели, в двухслойной пленке с различным гиромагнитным отношением слоев, возможно, значительно увеличивать поле и скорость срыва стационарного движения ДС (рис.1).

Рис. 1. Зависимость поля (а) и скорости (б) срыва стационарного движения ДС в двухслойной пленке с различным знаком гиромагнитного отношения слоев от толщины первого слоя пленки. Гиро магнитное отношение первого слоя 1 = 20, гиромагнитное отношение второго слоя 2 = 0, толщина h2 = 0.5 мкм, ) = 1.76 · 107 Э1 с 1. Балбашов А.М., Червоненкис А.Я. Магнитные материалы для микроэлектроники, М.: Энергия, (1979) 2. Малоземов А., Слонзуски Дж. Доменные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными до менами, М.: Мир, (1982).

3. Антонов Л.И., Жукарев А.С., Поляков П.А., Скачков Д.Г. ЖТФ, 74, В.3, с.83-84., (2004).

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ НИТЕЙ FeNi(P) В ПОРИСТЫХ ПОЛИКАРБОНАТНЫХ МЕМБРАНАХ Исхаков Р.С.1,Чеканова Л.А.1, Денисова Е.А.1, Комогорцев С.В.1, Букаемский А.А.2, Мельникова С.В.3, Момот Н.А. Институт физики СО РАН, 660036, Красноярск, ул.Академгородок,50, стр. E-mail: rauf@iph.krasn.ru, komogor@iph.kras.ru Institut fur Sicherheitsforschung und Reaktortechnik, Germany Сибирский федеральный университет, 660074,Красноярск E-mail: stukra@mail.ru В этой работе мы сообщаем о получении и исследовании магнитных свойств ни тей сплава FeNi(P) в пористых поликарбонатных мембранах (см. рис.1) и о результатах исследования магнитных свойств данного материала.

В качестве матриц использовались поликарбонатные мембраны с диаметрами пор от 0,1 до 4мкм. В цилиндрические поры ориентированные перпендикулярно плоско сти матриц был химически осажден сплав FeNi(P) в диапазоне концентраций Ni от 0 до 100%.

Паспортизация образцов и изучение их магнитных свойств осуществлялось метода ми ферромагнитного резонанса на стандартном спектрометре ЭПА-2М с частотой f = 9, 2 Ггц и вибрационном магнитометре. Кривые намагничивания, получены в различ ных геометриях эксперимента, ориентированны вдоль направления линейных пор и перпендикулярно плоскости матриц (см. рис.2). Природа этой анизотропии – анизо тропия формы получившихся нитей сплава FeNi(P). Из кривых намагничивания, из меренных при различных направлениях внешнего поля и плоскости матриц, был оце нен размагничивающий фактор ферромагнитного материала. Величина его оказалась близка к 2, т.е. к величине характерной для идеального ферромагнитного цилиндра, длина которого значительно превышает его диаметр.Анализ кривых намагничивания до насыщения выявил, что сплав FeNi(P) в материале исследуемой нити находится в нанокристаллическом состоянии [1].

Рис. 1. Электронно-микроскопическое изображение нитей FeNi(P) на поперечном срезе мембраны Рис. 2. Кривые намагничивания в различных геометриях 1. Игнатченко В.А., Исхаков Р.С. // ФММ. - 1992. - вып.6. – c. 75.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОВЕДЕНИЕ КРИВЫХ НАМАГНИЧИВАНИЯ В НАНОЧАСТИЦАХ Fe3 C Комогорцев С.В.1, Исхаков Р.С.1, Момот Н.А.2, Смирнов С.И.3, Балаев А.Д.1, Кудашов А.Г. Институт физики СО РАН, 660036, Красноярск, ул.Академгородок,50, стр. E-mail: komogor@iph.kras.ru Сибирский федеральный университет, 660074, Красноярск E-mail: alexanam@mail.ru Красноярский педагогический университет, 660049, Красноярск Институт неорганической химии СО РАН, 630090, Новосибирск E-mail: stukra@mail.ru Физические параметры наночастиц значительно отличаются от аналогичных свойств частиц с размерами от долей микрона и выше. Во-первых, наночастицы яв ляются своеобразным мостом между объемными системами и атомами. Их свойства меняются от свойств уединенного атома к свойствам объемного тела при увеличении числа атомов в наночастице (квантово-химическое описание). Во-вторых, в наночасти цах доля приповерхностных атомов сопоставима с долей объемных, поэтому вклад по верхности приводит здесь к появлению новых свойств и даже новых необычных струк турных состояний. В-третьих, малые размеры частиц приводят к невозможности кол лективных возбуждений с длинами волн превышающими размеры частиц, что суще ственно меняет их термодинамические свойства (finite size effect) [1].

В работе исследуются наночастицы Fe C, внутри углеродных нанотруб, синтезиро ванные методом термического разложения соли малеиновой кислоты C6 H4(COO)2 Fe[2].

Статические магнитные измерения проводились на автоматизированном вибрацион ном магнетометре в интервале полей до 8 кЭ и температур от 78 до 300 K. Кривые намагничивания были измерены для температур 77K, 90K, 100K, и далее с шагом 10K до 320K.

Работа посвящена изучению функциональной зависимости отклика магнитной под системы M(T) ферромагнитных наночастиц Fe3 C, размещенных внутри углеродных на нотрубок, на воздействие температуры. Исследована низкотемпературная зависимость намагниченности насыщения ферромагнитных наночастиц цементита, размещенных внутри углеродных нанотрубок. На эксперименте для равноосных изолированных на ночастиц обнаружена зависимость намагниченности от температуры - Ms T5/2. При чины отличия данной зависимости от температурной зависимости намагниченности в ферромагнетиках в виде закона Блоха T3/2 обсуждаются в рамках представлений о влиянии малого размера наночастиц на спектр тепловых спиновых волн.

1. Hendriksen P. V., Linderoth S., Lindgaard P.-A., Phys. Rev. B 48, 7259–7273 (1993) 2. Logvinenko V.A., Yudanov N.F., Chehova G.N., Kriger Yu.G., Yudanova L.I., Rudina N.A., Chemistry for Sustainable Development, 8, 171-174 (2000) МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ФАЗ СПЛАВА Ni2.08 Mn0.96 Ga0. Мусабиров И.И., Мулюков Х.Я.

Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, 450001, Уфа, ул. Ст. Халтурина, E-mail: irekmusabirov@imsp.da.ru, mulyuk@anrb.ru Сплавы системы Ni2 MnGa, обладающие уникальными физическими свойствами (эф фект памяти формы, большой магнетокалорический эффект и др.), продолжают инте ресовать исследователей вот уже на протяжении более двадцати лет. Первые резуль таты систематических исследований физических свойств сплава стехиометрического состава представлены в работе P.J. Webster’а (1984). Обнаружено, что в области доста точно низких температур в данном сплаве происходит структурное фазовое превраще ние мартенситного типа. При этом обе фазы являются ферромагнитными. Свойства сплава зависят от его химического состава, а также от замещения атомов сплава атома ми других элементов.

В данной работе приводятся результаты исследования гистерезисных магнитных свойств поликристаллического сплава Ni2.08 Mn0.96 Ga0.96.

1, b 0, a 0,, отн.ед.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.