Programul CEEX 2006
Titlul Proiectului: PROCESE FIZICE ÎN FIRE MAGNETICE AMORFE UTILIZATE ÎN FUNCŢIONAREA SENZORILOR MAGNETICI
Acronim: SMMA / Contract de cercetare nr. 2-CEx 06-11-58
Aria tematică: 11
Durata proiectului: 28.07.2006-30.09.2008
Director de proiect: Prof. Dr. Horia CHIRIAC (hchiriac@phys-iasi.ro)
Parteneri:
Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizică Tehnică - IFT Iaşi - Coordonatorul proiectului
Prof. Dr. Horia CHIRIAC - Director de proiect
Universitatea "Alexandru Ioan Cuza" Iaşi, Facultatea de Fizică
Prof. Dr. Maria NEAGU - Responsabil ştiinţific
Prof. Dr. Alexandru STANCU - Responsabil ştiinţific
Universitatea Tehnică "Gheorghe Asachi" Iaşi, Facultatea de Electrotehnică
Prof. Dr. Cristian FOŞALĂU - Responsabil Ştiinţific
Scopul şi obiectivele proiectului:
Firele magnetice amorfe reprezintă o categorie specială de materiale din clasa materialelor metalice amorfe. În funcţie de compoziţie ele pot prezenta proprietăţi magnetice şi electrice speciale, deosebit de interesante pentru cercetările de bază şi pentru numeroase aplicaţii. Structura de domenii magnetice indusă în firele magnetice amofe este responsabilă de evoluţia proceselor de magnetizare ce pot avea o dezvoltare complexă în funcţie de caracteristicile geometrice şi compoziţionale ale firului, pentru câmpuri magnetice continue sau alternative aplicate longitudinal sau transversal (circumferenţial) în fir. Proprietăţile deosebit de interesante ale firelor magnetice amorfe au condus la dezvoltarea cercetărilor privind caracteristicile specifice ce pot fi utilizate pentru realizarea de senzori de câmp magnetic, forţă, deplasare, prezenţă, etc.
Proiectul este realizat în parteneriat de către 4 colective de cercetare dintr-un INCD şi două universităţi, şi are ca scop principal studiul complex al proceselor fizice care au loc în firele magnetice amorfe obţinute prin răcire ultararpidă din topitură, pentru utilizarea acestora în realizarea de senzori magnetici. Activităţile de cercetare propuse vizează: (i) înţelegerea şi aprofundarea mecanismelor prin care se realizează procesele de magnetizare în fire magnetice amorfe (studii ale dependenţei comportării magnetice de parametrii procesului de obţinere şi geometria firelor, studii ale modificărilor induse de tratamentele termice, termomagnetice, termomecanice, ale efectelor magnetice specifice şi posibilităţii de utilizare a acestora în detectarea de mărimi magnetice şi nemagnetice); (ii) stabilirea de modele fenomenologice şi aproximaţii teoretice care să explice comportarea magnetică a materialelor studiate; (iii) studiul dependenţei proprietăţilor magnetice specifice firelor magnetice amorfe de factorii de influenţă externi (câmp magnetic, forţă, torsiune, prezenţă, etc.) în vederea identificării de noi aplicaţii ca elemente de senzori magnetici; (iv) realizarea de elemente sensibile la câmp magnetic, deplasare, forţă, torsiune, prezenţă utilizând fire magnetice amorfe; (v) studii asupra procesării semnalului electric furnizat de senzori şi a raportului semnal/zgomot.
Etapele proiectului:
ETAPA I -
Termen de realizare: 5.12.2006
Analiza proceselor de magnetizare ce pot avea loc în firele magnetice
amorfe, efectele specifice utilizate în funcţionarea senzorilor magnetici şi
stabilirea celor mai importanţi parametri implicaţi în funcţionarea unui senzor
magnetic. Studiul proceselor de magnetizare specifice firelor magnetice amorfe;
analiza influenţei compoziţiei, dimensiunilor şi parametrilor de obţinere,
asupra comportării magnetice a acestor materiale. Studii privind modificările
induse de tratamente termice/termomagnetice şi de tensiuni mecanice externe
asupra comportării magnetice a firelor amorfe.
ETAPA II - Termen de realizare: 30.09.2007
Procese de magnetizare longitudinală: studiul tensiunii induse/armonicilor de
către saltul gigant Barkhausen şi a tensiunii induse la deplasarea pereţilor de
domenii magnetice. Efectuarea de tratamente termice/termomagnetice/termomecanice
adecvate pentru creşterea valorii tensiunii induse şi determinarea valorii
acesteia. Analiza rezultatelor în vederea utilizării acestora în sisteme de
securitate, codificare, determinare a poziţiei şi deplasării, etc. Model
teoretic privind procesele de magnetizare longitudinală în firele magnetice
amorfe.
ETAPA III - Termen de realizare: 15.05.2008
Procese de magnetizare circulară: studiul modificărilor ce apar în
componenta circulară a magnetizării la aplicarea unui câmp magnetic circular.
Studiul efectului magnetoimpedanţă gigant. Analiza utilizării rezultatelor în
detectarea de câmpuri magnetice de valoare mică. Curbe de histerezis magnetic
transversale: studiul curbelor de histerezis magnetic în cazul măsurării
magnetizării pe direcţie perpendiculară la câmpul magnetic aplicat; inducerea de
anizotropii controlate prin aplicarea
de torsiuni/tratamente termice efectuate în prezenţa torsiunii; analiza
utilizării rezultatelor în detectarea de torsiuni, câmpuri magnetice, etc.
ETAPA IV - Termen de realizare: 30.09.2008
Efecte magnetoelastice în fire magnetice cu magnetostricţiune pozitivă mare: studiul efectului ΔE. Determinarea coeficientului de cuplaj magnetomecanic. Determinarea magnetostricţiunii. Analiza rezultatelor în vederea detectării de câmpuri magnetice, deplasări, forţe etc. Experimentări privind realizarea de senzori pentru detectarea de câmpuri magnetice, tensiuni mecanice, prezenţă, deplasare, poziţie, etc. având ca element sensibil fir magnetic amorf şi lucrând pe baza proprietăţilor magnetice/efectelor specifice acestor materiale. Procesarea semnalului; Studiul sensibilităţii semnal/zgomot; Diseminarea rezultatelor.