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2019-12-09 14:11:49

NUST MISIS科学家找到提高传感器精度的方法

导读 NUST MISIS的科学家发现了新的模式,可以控制Fe-Ga材料的结构,从而更有效地管理其性能。从实用的角度来看,这扩大了它们在高精度压力传感

NUST MISIS的科学家发现了新的模式,可以控制Fe-Ga材料的结构,从而更有效地管理其性能。从实用的角度来看,这扩大了它们在高精度压力传感器和声纳中进一步应用的可能性。

迄今为止,大量不同的传感器(例如,压力和振动传感器以及声纳)都在所谓的磁弹性效应下工作,即在施加的机械力的影响下金属元素的磁化强度发生变化。 。例如,当您要跟踪潜水艇的位置时,超声波信号会通过水发送,并从潜水艇表面反射回来,并以略微修改的形式返回。传感器由于其尺寸的波动而捕获了这些变化,因此可以确定潜艇的位置。

在实验室条件下,测量磁致伸缩效应(样品大小在施加的磁场影响下变化,这与磁弹性效应相反),以评估传感器材料的功能特性。材料的磁致伸缩越多,由其制成的产品展示出的可能性就越大。在“冠军”之中是铁与镓的合金(Fe-Ga或Galfenol)。在它们中,样品尺寸的变化达到0.04%,而在纯铁中,这个数字约为0.0015%。

美国的研究小组已经证明,具有非平衡和不均匀结构的合金具有最佳的性能,其中具有非常接近的晶格参数的多个相一致。这为它们在高精度传感器领域的应用开辟了新的前景,但问题仍然存在:如何在气候温度下创建并稳定这种非平衡的纳米异质结构,以便在室温下保存?

NUST MISIS有色金属部门的科学家与联合核研究所的专家们发现了许多关系丙苯酚的加工温度与其晶体结构之间的关系。这些研究形成了晶体内部发生过程的完整图片,可以选择必要的条件来处理样品以稳定所需的非平衡结构。工作结果以一系列平衡和非平衡相图,晶格结构转变的方案的形式呈现。此外,科学家表明,将Fe-Ga合金与微量稀土元素合金化不仅可以进一步提高其磁致伸缩性,而且还可以在室温下稳定亚稳相。

“ NUST MISIS的研究生Valeria Palacheva和Abdelkarim Mohamed于几年前开始研究加芬酚中的结构转变。重要的研究阶段是与联合核研究所的实验物理学家Anatoly Balagurov教授小组合作研究:该合作项目的目的是系统地研究处于非平衡状态的铁基合金的结构和性能,包括中子反应堆研究以及物理金属科学方法(如扫描电子和透射电子显微镜,X射线,磁力计,内部摩擦和其他因素。” 研究负责人Igor Golovin教授评论道。

归功于系统研究加苯酚的结构的方法,科学家们能够确定在何种热处理条件下合金表现出最佳的功能特性。

该研究是在俄罗斯科学基金会的资助框架内进行的。接下来,研究小组计划扩大研究领域,更广泛地将稀土金属与合金化,以及使用铁和其他金属的化合物。