ИСТИНА

Задачи, поставленные в проекте выполнены полностью, в том числе исследованы данные о параметрах магнитодиэлектрического эффекта магнитореологических эластомерах, проведены исследования и получены количественные параметры магнитоэлектрического преобразования различных типов композитных слоистых структур на основе сегнетоэлектрических и магнитострикционных слоев при действии внешних факторов. В течение 2013 года помимо уже отработанных технологий для изготовления композитных слоистых мультиферроиков с различными магнитными и сегнетоэлектрическими слоями на основе клеевых соединений были получены образцы с напыленными слоями ферромагнетика, а также проведены измерения свойств ряда образцов при различных температурах. Обнаружено, что адгезия напыленных структур не позволяет получение слоев ферромагнетика с толщинами более 3 мкм, что приводит к малой практической значимости таких структур, хотя эффективность преобразования, в пересчете на 1 мкм толщины ферромагнетика, достигает рекордных значений. Получены новые теоретические результаты, описывающие поведение слоистых мультиферроидных структур при одновременном действии переменных магнитных полей на различных частотах в условиях резонанса изгибных колебаний. Экспериментальная проверка полученных соотношений полностью подтвердила возможности нелинейного преобразования гармонических сигналов. Получены данные о релаксационных явлениях в слоистых композитных мультиферроидных структурах. В соответствии с дополнениями плана на 2013 год, были синтезированы образцы магнитореологических эластомеров различного состава и изучены их динамические характеристики под воздействием внешних электромагнитных полей, получены данные о зависимости величины магнитодиэлектрического эффекта (изменение диэлектрической проницаемости с напряженостью магнитного поля) от композиционных особенностей материалов (для малых и крупных частиц наполнителя, для частиц карбонильного железа и постоянных магнитов из сплава неодим-железо-бор с различными концентрациями), а также от величины механических деформаций. Для данного эффекта разработана качественная модель, описывающая полученные результаты, представлены рекомендации по возможностям использования обнаруженных зависимостей в прикладных элементах. За последний год было опубликованы 4 статьи в журналах и одна работа принята в печать. Кроме того результаты проекта были представлены на двух международных конференциях в 2013 году. Всего, за время проекта были представлены 10 сообщений на конференциях и опубликованы 6 статей, одна статья принята в печать.

В ходе выполнения проекта были проведены комплексные теоретические и экспериментальные исследования параметров композитных мультиферроидных двух- и трехслойных структур на основе сегнетоэлектрических и магнитострикционных слоев, аморфных микропроводов и их систем, а также магнитореологических эластомеров (МРЭ). Экспериментально исследовано магнитоэлектрическое (МЭ) взаимодействие в планарной несимметричной структуре, содержащей биморфную пластину из цирконата-титаната свинца, расположенную между ферромагнитными слоями из аморфного магнетика и никеля с разными знаками магнитострикции. Развита теория нелинейного смешения гармоник сигналов, генерируемых магнитными полями в композитной структуре "ферромагнетик-ферроэлектрик", произведено сравнение с экспериментальными данными. Для возникающего в композите напряжения теоретически предсказано возникновение постоянного напряжения, пропорционального магнитострикции и ее второй производной по полю смещения, возникновение переменного напряжения вследствие линейного магнитоэлектрического эффекта, пропорционального пьезомагнитному коэффициенту, и возникновение третьего слагаемого вследствие нелинейного смешения переменных магнитных полей. Интересным обнаруженным эффектом является удвоение частоты и генерация напряжения с частотой суммы и разности частот вследствие нелинейности магнитострикции от поля. Проведены экспериментальные исследования, моделирование и теоретическая оценки процесса перемагничивания системы бистабильных магнитных микропроводов различной длины и расположенных на различном расстоянии между ними. Исследованы магнитные и структурные свойства композитных микропроводов, состоящих из центральной жилы из сплава Гейслера с памятью формы и внешней стеклянной оболочки. Изучено влияние однородного магнитного поля на диэлектрическую проницаемость и магнитную восприичивость магнитореологических эластомеров. Показано, что величина диэлектрической проницаемости и магнитной восприимчивости существенно изменяются под действием магнитного поля, при этом изменение диэлектрической проницаемости достигает 150%. Предложена простая физическая модель, объясняющая природу наблюдаемого магнитодиэлектрического эффекта. При исследовании магнитной восприимчивости было обнаружено немонотонное поведение при приложении скрещивающихся постоянного и переменного магнитных полей. Теоретически была рассмотрена возможность выполнения условий механического резонанса магнитных частиц в упругой матрице, показано количественное согласие наблюдаемых экспериментальных данных и расчетных значений