Отзыв ведущей организации (1091159)
Текст из файла
УТВЕРЖДАЮ Проректор по организации научной ационной дея дералыюго доцент ко И.К. ~2016 г. отзыв ведущей организации — федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образовании «Южный федеральный университет» на диссертационную работу Чашина Дмитрия Владимировича «Резонансные магнитоэлектрические эффекты в структурах ферромагнетик-пьезоэлектрик и металл-пьезоэлектрик и датчики магнитных полей на их основе», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.27.01 — «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах» Магнитоэлектрические (МЭ) эффекты в композитных материалах, реализующие взаимное преобразование электрических и магнитных полей, считаются в настоящее время наиболее перспективными для создания новых твердотельных устройств электроники и микросистемной техники, таких как высокочувствительные датчики магнитных полей, резонаторы, фильтры и фазовращатели радиодиапазона, магнитные элементы памяти, переключаемые электрическим полем, автономные источники электрической энергии.
Проведенные в России и за рубежом исследования показали, что наибольшие по величине МЭ эффекты наблюдаются в искусственно созданных композитных структурах, содержащих механически связанные ферромагнитные (ФМ) и пьезоэлектрические (ПЭ) слои. Установлено, что величина эффекта сильно зависит от параметров используемых материалов. от геометрии структур, величин и ориентации магнитных и электрических полей. В этой связи особую актуальность приобретают поисковые работы, направленные на разработку новых технологий изготовления композитных структур, исследование резонансных эффектов в структурах различных геометрий и составов, демонстрацию возможностей создания новых устройств с использованием магнитоэлектрических эффектов. Комплексному решению поставленных проблем как раз и посвящена представленная диссертационная работа, что и определяет ее актуальность и своевременность.
Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, заключения и списка использованных источников, изложена на 127 страницах, включая бЗ рисунка и 4 таблицы. Список литературы содержит 98 наименования. Первый раздел диссертации содержит краткий обзор современных исследований МЭ эффектов в композитных структурах и возможностей их использования для создания датчиков магнитных полей. В последующих четырех разделах изложены результаты выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований и описаны конструкции и характеристики разработанных автором макетов датчиков магнитных полей.
В заключении суммированы основные результаты диссертационной работы и приведен список публикаций. Научная новизна диссертаиионной работы определяется совокупностью новых научных результатов изложенных в диссертации 1, Обнаружен и исследован МЭ эффект в двухслойных дисковых резонаторах никель - цирконат-титанат свинца (ЦТС), изготовленных методом электроосаждения никеля и методом склеивания, обусловленный магнитострикцией ФМ слоя.
Эффект наблюдается на частотах как изгибных, так и радиальных акустических колебаний резонатора. Частота изгибных колебаний определяется значениями эффективной плотности и эффективного модуля Юнга слоев, ее можно изменять в широких пределах, подбирая толщины слоев.
Продемонстрировано, что маги итоэлектрический коэффициент для дисковых резонаторов со слоями из ЦТС и никеля достигает -1 Васм.э). 2. Впервые обнаружен и исследован резонансный пьезоиндукционный эффект (взаимное преобразование переменных магнитных и электрических полей) в радиально-поляризованном кольце из пьезоэлектрика с металлическими электродами, помещенном в аксиальные постоянное и переменное магнитные поля. Показано, что эффект возникает благодаря комбинации пьезоэффекта„силы Ампера и электромагнитной индукции на частоте акустического резонанса структуры, величина эффекта линейно зависит от амплитуд переменных полей и напряженности постоянного магнитного поля.
3. Показано, что биморфная пьезоэлектрическая структура в виде закрепленной на одном конце балки, помещенная в постоянное магнитное поле, при пропускании через средний электрод или намотанную на структуру катушку переменного тока с частотой, равной частоте изгибных колебаний биморфа, генерирует переменное напряжение. Амплитуда генерируемого напряжения пропорциональна акустической добротности структуры, амплитуде тока и напряженности магнитного поля.
4. Продемонстрировано, что резонансные МЭ эффекты в кольцевых пьезоэлектрических резонаторах и биморфных пьезоэлектрических балках, обусловленные комбинацией силы Ампера и пьезоэффекта, могут быль использованы для создания датчиков постоянных и медленно изменяющихся магнитных полей с чувствительностью до 26 В/(А.кЭ), работающих в диапазоне полей от единиц милли- Эрстед до десятков кило- Эрстед, Практическаа значимость работы состоит в разработанной автором технологии изготовления монолитных композитных структур ферромагнетик-пьезокерамика методом электролитического осаждения никеля.
Технология позволит создавать композитные структуры сложной формы, обладающие высокой акустической добротностью и большими магнитоэлектрическими коэффициентами. Автором также изготовлены несколько макетов датчиков постоянных магнитных полей, использующих комбинацию пьезоэффекта и силы Ампера, которые после доработки могут послужить прототипами для изготовления недорогих устройств. Такие датчики вполне могут составить конкуренцию широко распространенным полупроводниковым датчикам на эффекте Холла. Достоверность и оооснованность научных положений и полученных результатов исследований определяется следующими обстоятельствами: Использованием при построении моделей общепризнанных физических законов и обоснованных приближений; - Количественным совпадением результатов расчетов, полученных с помощью разработанных моделей, с результатами экспериментальных исследований; - Совпадением выводов и заключений диссертационной работы с результатами более поздних исследований других независимых авторов.
В качестве недостатков и замечаний по диссертационной работе укажем следующие: 1. В исследованиях использованы биморфные пленочные пьезоэлементы из ЦТС керамики, содержащие металлический электрод между слоями. Температура спекания ЦТС керамики, как правило, превышает 1100-1200ОС, что выше плавления традиционно применяемых металлических электродов. Желательно было бы более подробно описать технологию изготовления таких би морф ных пьезоэлементов, указать состав пьезокерамики„использованной для изготовления пьезослоев, а также материал высокотемпературных электродов. 2, Одной из важнейших характеристик датчиков магнитных полей является уровень шума, который определяет величину минимального измеряемого поля.
В диссертации предложены датчики магнитных полей нового типа. Следовало бы провести анализ источников и уровней магнитных и диэлектрических шумов таких датчиков, что не было сделано. 3. На странице 15 ошибочно отнесены к материалам с большими пьезокоэффициентами такие материалы„как нитрид алюминия, лангатат, кварц, ниобат лития. Пьезомодуль 4з у этих материалов лежит в пределах 2,3-18 Пкл/Н, поэтому использование их для изготовления пьезоэлектрических биморфов и, соответственно, ПЭ-МЭ структур с эффективными параметрами проблематично. 4. Текст диссертации содержит ряд неточностей и опечаток, например: некорректно использовать термин «амплитуда» для постоянного поля Н 1'см. подпись к рис. 4.4.), в нескольких местах используется знак «дефис» вместо знака «минус» и т.д., присутствуют опечатки на стр.
17 работы. Однако, перечисленные выше замечания и неточности в оформлении работы не снижают в целом достоверности, оригинальности, научной и практической ценности проведенных исследований. В целом, диссертациоииан работа представляет собой законченное научное исследование по актуальной тематике, выполненное на современном научном уровне. Она содержит как теоретическую часть, так и экспериментальные исследования, завершившиеся созданием действующих макетов новых приборов.
В ходе работ соискатель продемонстрировал глубокие знания в выбранной области, творческий подход' к решению достаточно сложных технических проблем и системные организационные способности. Результаты диссертации опубликоааиы в 11 статьях в журналах, входящих в список ВАК и международные библиографические базы %еЬ оГ Яс1епсе и Ясорцз, доложены на б-ти российских и международных конференциях и защищены 4-мя патентами. Автореферат адекватно отражает содержание диссертации.
Рсзулыиаты, выводы и рекомендации диссертационной работы могут быть использованы в организациях, занимающихся разработкой новых композитных магнитных и пьезоэлектрических материалов и устройств измерительной и информационной техники, использующих магнитоэлектрические эффекты, таких как Институт радиотехники и электроники РАН, НИИ Радиосвязи ~г. Ростов-на-Дону), Воронежский госуниверситет, ОАО НИИ «Элпа» ~г.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
