Научные результаты

Введите год
Решение задач магнитостатики для моделей дефектных и бездефектных тел, обладающих цилиндрической симметрией

В.В. Дякин, О.В. Кудряшова, В.Я. Раевский

На основе интегро-дифференциального уравнения магнитостатики поставлены и решены две линейные задачи о вычислении компонент результирующего магнитного поля для тел с цилиндрической симметрией при условии намагничивания источником внешнего поля заданной конфигурации. Одно из тел представляет из себя бесконечно протяжённую трубу с вытянутым вдоль оси протяжённости дефектом так, что перпендикулярное сечение тела остаётся неизменным вдоль этой оси. Другое тело – полубесконечный цилиндр. Обе задачи решались при условии постоянства магнитной проницаемости. Разработаны алгоритмы решения, составлены компьютерные программы.

Фотохимическая стабильность PbI2 и PbBr2 компонентов перовскитных солнечных элементов: оптические и XPS спектры и DFT расчеты

И.С. Жидков, А.И. Кухаренко, А.И. Потеряев, А.Ф. Акбулатов, П.А. Трошин, Э.З. Курмаев

Фотохимическая деградация галогенидов свинца PbI2 и PbBr2, используемых при синтезе перовскитных солнечных элементов исследовалась методами оптической и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) и первопринципных зонных расчетов. Установлено, что для PbI2 после 200 ч светового облучения наблюдается значительное снижение оптического поглощения и выделение металлического свинца, что указывает на фотохимическую деградацию этого галогенида вследствие разложения на Pb-металл и газообразный йод: PbI2 → Pb+I2↑. С другой стороны, обнаружено, что оптические и XPS спектры PbBr2 не изменяются до 1000 часов воздействия видимого света. Согласно расчетам методом теории функционала плотности, энергии образования металлических и галогенидных вакансий для PbBr2 оказались выше, чем для PbI2, что подтверждает его более высокую устойчивость к облучению видимым светом. Полученные результаты позволяют рекомендовать использовать избыток PbBr2 в прекурсоры MAPbI3 (CH3NH3PbI3) не только для уменьшения плотности дефектов и увеличения времени жизни и эффективности носителей, но также для повышения фотохимической стабильности перовскитых солнечных элементов.

Управляемое формирование обменного сдвига в отдельных элементах системы микро-объектов на основе спиновых клапанов

Л.И. Наумова, Р.С. Заворницын, М.А. Миляев, А.А. Гермизина, И.К. Максимова, А.Ю. Павлова, В.В. Проглядо, В.В. Устинов

Исследовано влияние анизотропии формы и одноосной магнитной анизотропии на поворот магнитных моментов слоев при перемагничивании наноструктур типа «спиновый клапан», обладающих эффектом гигантского магнитосопротивления. Разработаны варианты дизайна систем микрообъектов для литографического изготовления сенсоров магнитного поля на основе схемы моста Уитстона. Найдены режимы единой термомагнитной обработки, позволяющие управляемо формировать обменный сдвиг в отдельном микрообъекте. Однонаправленная магнитная анизотропия в каждом микрообъекте определяется анизотропией формы микрообъекта и отклонением оси легкого намагничивания от приложенного при термомагнитной обработке внешнего поля. Предложенные методики позволяют реализовать высокие значения чувствительности микросенсоров магнитного поля и сократить количество технологических этапов при изготовлении магнитных датчиков. Изготовлены прототипы сенсоров магнитного поля на основе полного моста, в котором все элементы вносят активный вклад в выходной сигнал.

Повышение ударной вязкости сварных соединений в трубах большого диаметра, изготовленных с применением гибридной лазерно-дуговой сварки

Н.А. Терещенко, И.Л. Яковлева, М.А. Федоров, А.Б. Гизатуллин, Т.С. Есиев

Показано, что для промышленной сварки труб большого диаметра из низкоуглеродистых низколегированных сталей перспективно применять инновационную технологию, совмещающую процессы гибридной лазерно-дуговой сварки (ГЛДС) и дуговой сварки под слоем флюса (ДСФ). Комбинация этих методов с выполнением корневого шва ГЛДС позволяет устранить зоны локальной хрупкости, возникающие при использовании традиционной технологии двусторонней ДСФ, и получить сварное соединение, обладающее повышенным уровнем ударной вязкости. Преимущество инновационной технологии обусловлены формированием в области шва ГЛДС дисперсной структуры реечного бейнита и вязким характером разрушения металла.

Влияние степени деформации и режима отжига на структуру и прочностные характеристики микрокомпозита Cu-7.7Nb

И.Л. Дерягина, Е.Н. Попова, Е.Г. Валова-Захаревская, Е.И. Патраков, Н.Е. Хлебова, В.И. Панцырный

Структура композиционного провода Cu-7.7Nb исследована на различных этапах волочения до и после отжига. Рентгеноструктурный анализ (РСА) показал, что основным аккумулятором микронапряжений являются Nb-волокна. Снятие напряжений при отжиге восстанавливает пластичность провода, позволяя дальнейшим волочением получить провод диаметром 0.05 мм с прочностью на разрыв σВ 1227 МПа. Согласно РСА, аксиальная текстура (110)Nb устойчива к исследованным режимам отжига. Расчет поперечных размеров Nb-волокон показал, что: повышение прочности композита при деформации сопровождается увеличением плотности Cu/Nb интерфейса и измельчением структуры Nb волокон; отжиг приводит к изменению морфологии Nb волокон, снижению плотности интерфейса и прочности композита. Так, после отжига 800°С/1ч плотность интерфейса снижается в 1.9 раза, предел прочности σB - в 1.8 раза. При волочении провода после отжига полукогерентная граница на Cu/Nb интерфейсе восстанавливается, о чем свидетельствуют возникающие в ниобии макронапряжения и данные ПЭМ. Прочность провода при этом резко возрастает, превышая предел прочности, рассчитанный по правилу смесей для меди и ниобия.

Разработка способа оценки уровня ударной вязкости изотермически закаленной конструкционной стали

А.Ю. Калетин, Ю.В. Калетина

Разработан способ неразрушающего контроля уровня ударной вязкости изделий из среднеуглеродистых конструкционных сталей, термообработанных методом светлой изотермической закалки в интервале температур бейнитного превращения. На основании исследований структуры и механических свойств сталей после изотермической закалки впервые обнаружена четкая корреляция термической устойчивости остаточного аустенита с уровнем ударной вязкости стали. Способ заключается в магнитометрическом определении количества остаточного аустенита до и после охлаждения в жидком азоте, вычислении термической устойчивости этого остаточного аустенита для контролируемого изделия и получении значения ударной вязкости изделия при сравнении этих данных с кривыми, построенными для образцов-эталонов, подвергнутых изотермической закалке при температурах и выдержках во всем интервале бейнитного превращения. Графики построены в координатах «время изотермической выдержки» – «термическая устойчивость остаточного аустенита (величина ударной вязкости)» для стали, используемой при производстве контролируемых изделий.

Обратимая магнитная проницаемость упруго деформированных железа и никеля

А.Н. Сташков, Е.А. Щапова, А.П. Ничипурук, А.В. Столбовский

Экспериментально показано, что появление особенностей в виде перегибов и дополнительных максимумов на полевых зависимостях обратимой магнитной проницаемости наблюдается при упругом растяжении никеля и сжатии технически чистого железа. От знаков магнитострикции ферромагнетика и приложенной нагрузки зависит появление дополнительных пиков на полевых зависимостях обратимой магнитной проницаемости из-за возникновения магнитной текстуры типа «легкая плоскость», которая перпендикулярна направлению приложенного напряжения. Возможно количественно определить приложенные механические напряжения, что может быть применено для технической диагностики объектов из ферромагнитных материалов с разным знаком магнитострикции, в том числе никелевых покрытий на неферромагнитном основании.

Алгоритмы, устройства и условия применимости MFL-дефектометрии протяженных объектов с использованием методики построения линий магнитной индукции

А.В. Никитин, Ю.Л. Гобов, А.В. Михайлов, Л.В. Михайлов, В.Н. Костин, Я.Г. Смородинский

Разработана методика приближенного решения обратной геометрической задачи магнитостатики для пластины из ферромагнетика в магнитном поле как для случая расположения магнитных преобразователей непосредственно над поверхностным дефектом потери сплошности металла, так и для случая, когда магнитные преобразователи расположены над бездефектной поверхностью пластины [1-4]. Возможные расположения преобразователей (датчиков) поля рассеяния показаны на рис. 1. В обоих случаях рассмотрен практически реализуемый односторонний доступ. Определены ограничения на форму и размеры поверхностных коррозионно-подобных дефектов, для которых предлагаемая методика дефектометрии работает надежно. Показано, что предлагаемая методика может быть практически реализована с помощью мобильных сканирующих устройств и использована для дефектометрии протяженных объектов в условиях эксплуатации (например, бурильных труб на буровых площадках).

Корреляционные эффекты и магнитокалорический эффект в модели Хаббарда

П.А. Игошев, В.Ю. Ирхин, А.В. Лукоянов

С помощью различных подходов исследовано формирование магнитного упорядочения в модели Хаббарда для различных решеток. Особое внимание уделяется влиянию корреляционных эффектов и магнитного фазового расслоения на электронные и магнитные свойства, а также на величину и температурную зависимость магнитокалорического эффекта. Аналитически показано в рамках новой теории Ландау с переменным числом частиц, что фазовая восприимчивость для фаз, участвующих в магнитном фазовом расслоении, имеет противоположный знак, что может объяснять аномалии магнитокалорического эффекта для материалов, испытывающих фазовый переход первого рода.

Обнаружение кирального магнитного эффекта и гигантского планарного эффекта Холла в монокристаллах селенида ртути

А.Т. Лончаков, С.Б. Бобин

В немагнитном изотропном селениде ртути обнаружены два магнитотранспортных эффекта, которые индуцируются киральной аномалией. Первый эффект – киральный магнитный эффект, который наблюдается в магнитном поле, направленном вдоль электрического тока. Он проявляется в виде положительной продольной магнитопроводимости (отрицательного магнитосопротивления) без тенденции к насыщению, имеющей квадратичную зависимость от магнитного поля. Второй эффект – планарный эффект Холла, который наблюдается в направлении перпендикулярном направлению электрического тока (планарная конфигурация). Он имеет вид осциллирующей зависимости холловского и планарного магнитосопротивления от угла поворота образца в магнитном поле. Причем, амплитуда эффекта в ультрачистом монокристаллическом HgSe на порядки превышает амплитуду планарного эффекта Холла в известных топологических материалах. Одновременное наблюдение этих эффектов является весомым аргументом в пользу топологической природы электронного спектра HgSe.

Страницы