Диссертация (1097536), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В нелинейном режиме высшие гармоники имеют высокую чувствительность к внешнему магнитному полю. Однако до настоящего времени нелинейный магнитоимпеданс не был достаточно подробно исследован теоретически.Целью работы являлось всестороннее теоретическое исследование магнитоимпеданса и высокочастотных нелинейных эффектов в магнитомягких проводниках, а также объяснение с единой точки зрения ряда экспериментальнонаблюдаемых явлений. Для достижения этой цели были поставлены следующиезадачи:1. Теоретическое исследование распределения тока и магнитоимпеданса вкомпозитных проволоках.2. Исследование асимметричного магнитоимпеданса в аморфных лентах ипроволоках с поверхностными кристаллическими слоями.3.
Исследование нелинейного недиагонального магнитоимпеданса в магнитомягких проволоках.64. Теоретическое исследование влияния скручивающих напряжений и постоянного тока на ГМИ и нелинейный магнитоимпеданс в аморфных проволоках.5. Исследование влияния внешнего переменного магнитного поля на нелинейный отклик напряжения в магнитомягких проволоках.6. Исследование процесса перемагничивания и нелинейного недиагонального магнитоимпеданса в многослойных плёночных структурах.Основные новые научные результаты, полученные в работе, заключаютсяв следующем.1. Разработана методика расчёта ГМИ и недиагонального магнитоимпеданса композитной проволоки, основанная на совместном решении уравненийМаксвелла и уравнения ЛандауЛифшица.
Максимальная чувствительностьимпеданса к внешнему полю достигается, когда магнитомягкая оболочка имеетциркулярную анизотропию, а толщина оболочки равна глубине скин-слоя.2. В композитной проволоке с однодоменной структурой поглощениемикроволнового излучения монотонно изменяется с увеличением внешнего поля, тогда как существование доменной структуры в магнитомягкой оболочкепроволоки приводит к возникновению минимума в зависимости поглощения отполя в определённом частотном диапазоне.3.
В композитной проволоке с тонким изолирующим слоем между немагнитной центральной областью и магнитомягкой оболочкой ГМИ и недиагональный магнитоимпеданс при высоких частотах возрастают по сравнению сэтими эффектами в проволоке без изолирующего слоя.4. Магнитостатическое взаимодействие между поверхностными кристаллическими слоями и аморфной частью ленты, отожжённой в продольном магнитном поле, приводит к возникновению поля сдвига в аморфной области, иасимметрия в зависимости импеданса от внешнего поля возникает, когда полесдвига отклоняется от продольного направления.5.
Возникновение асимметричного недиагонального магнитоимпеданса вленте, отожжённой в продольном магнитном поле, связано с неоднородным7статическим распределением намагниченности вследствие различной толщиныповерхностных кристаллических слоёв.6. Появление второй гармоники в частотном спектре недиагональногомагнитоимпеданса аморфной ленты связано с различным изменением намагниченности в двух частях ленты под действием поперечного переменного магнитного поля, создаваемого током.7. Возникновение высших гармоник в частотном спектре нелинейногонедиагонального магнитоимпеданса магнитомягкой проволоки связано с перемагничиванием поверхностной области образца полем переменного тока.
Припревышении амплитудой тока порогового значения в частотном спектре отклика напряжения доминируют чётные гармоники.8. В аморфной проволоке с геликоидальной анизотропией и регулярнойдоменной структурой движение доменных границ приводит к возникновениювторой гармоники в частотном спектре напряжения, которая имеет более высокую чувствительность к внешнему полю по сравнению с первой гармоникой.9. Скручивающие напряжения, превышающие пороговое значение, приводят к изменению магнитной структуры на поверхности аморфной проволокис отрицательной магнитострикцией. Зависимость относительного измененияимпеданса проволоки от величины скручивающих напряжений имеет асимметричный характер с резким максимумом при пороговом значении напряжений.10.
Скручивающие напряжения приводят к усилению чётных гармоник внелинейном магнитоимпедансе аморфной проволоки. Максимальная чувствительность второй гармоники к полю достигается, когда амплитуда поля токасравнима по величине с полем анизотропии.11. В присутствии слабого продольного переменного магнитного поля вчастотном спектре напряжения в измерительной катушке, намотанной вокругмагнитомягкой проволоки, возбуждаемой переменным током, появляются комбинационные гармоники. Резкое увеличение комбинационных гармоник происходит, если амплитуда переменного тока близка к пороговому значению, прикотором происходит перемагничивание части проволоки.812.
При перемагничивании трёхслойной плёночной структуры переменным током достаточно большой амплитуды частотный спектр напряжения в катушке, намотанной на образец, существенно различается для продольного ипоперечного направлений внешнего поля.Достоверность результатов работы подтверждается корректностью использованных аналитических и численных методов, а также согласием полученных теоретических результатов с экспериментальными данными, опубликованными в ведущих научных журналах.Полученные в работе результаты развивают существующие представления о магнитоимпедансе и высокочастотных нелинейных эффектах в магнитомягких проводниках. Проведённый цикл исследований представляет собой новый подход к описанию ГМИ и недиагонального магнитоимпеданса в проводниках с неоднородным распределением анизотропии и проводимости по сечению образца.
Полученные результаты позволяют объяснить с единой точкизрения такие экспериментально наблюдаемые явления, как асимметричныйГМИ в аморфных лентах и проволоках c поверхностными кристаллическимислоями, недиагональный магнитоимпеданс в лентах, зависимость ГМИ от скручивающих напряжений в аморфных проволоках с отрицательной магнитострикцией. Развитая в работе теория позволяет последовательно описать основные особенности нелинейного магнитоимпеданса магнитомягких проводников,связанные с их перемагничиванием переменными полями достаточно большойамплитуды.Результаты диссертационной работы могут быть использованы для разработки датчиков магнитного поля с высокой чувствительностью и новымифункциональными возможностями и при создании новых композитных материалов для высокочастотных приложений на основе магнитомягких проводников,в которых проявляется эффект ГМИ.9На защиту выносятся:1.
Методика расчёта магнитоимпеданса композитных проволок с геликоидальной анизотропией. Объяснение увеличения недиагонального магнитоимпеданса в композитных проволоках с изолирующим слоем между немагнитнойвысокопроводящей центральной областью и магнитомягкой оболочкой.2. Результаты исследования асимметричного ГМИ и недиагональногомагнитоимпеданса в аморфных проводниках с поверхностными кристаллическими слоями. Объяснение механизма возникновения второй гармоники в частотном спектре нелинейного недиагонального магнитоимпеданса аморфныхлент.3.
Результаты исследования нелинейного недиагонального магнитоимпеданса в аморфных и композитных проволоках. Механизм возникновения второй гармоники в отклике напряжения вследствие движения доменных границ.4. Результаты теоретического исследования влияния скручивающихнапряжений на ГМИ и нелинейный магнитоимпеданс в аморфных проволоках сотрицательной магнитострикцией. Объяснение асимметричных зависимостейГМИ и второй гармоники в нелинейном магнитоимпедансе от величины скручивающих напряжений.5. Результаты исследования влияния внешнего переменного магнитногополя на нелинейный отклик напряжения, снимаемого с магнитомягкой проволоки.
Объяснение аномального усиления комбинационных гармоник в частотном спектре напряжения.6. Результаты исследования нелинейного недиагонального магнитоимпеданса многослойных плёночных структур.Постановка основных целей работы, разработка теоретических моделей, атакже анализ и интерпретация экспериментальных данных выполнены авторомдиссертационной работы.Диссертация состоит из Введения, семи глав, заключения и списка цитируемой литературы.10В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ приведён краткий обзор литературы, посвящённойэкспериментальным и теоретическим исследованиям ГМИ, магнитной структуры и высокочастотных нелинейных эффектов в магнитомягких проводниках.Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ исследован магнитоимпеданс композитных проволок, состоящих из высокопроводящей немагнитной центральной области иоболочки из магнитомягкого материала с геликоидальной анизотропией.ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена исследованию асимметричного магнитоимпеданса в аморфных лентах и проволоках с поверхностными кристаллическимислоями.В ЧЕТВЁРТОЙ ГЛАВЕ исследован нелинейный недиагональный магнитоимпеданс в магнитомягких проволоках.В ПЯТОЙ ГЛАВЕ изучено влияние скручивающих напряжений и постоянного тока на ГМИ и нелинейный магнитоимпеданс в аморфных проволоках.В ШЕСТОЙ ГЛАВЕ исследован нелинейный отклик напряжения при возбуждении магнитомягких проволок переменным магнитным полем.В СЕДЬМОЙ ГЛАВЕ изложены результаты исследования нелинейногонедиагонального магнитоимпеданса в многослойных плёночных структурах.Основные результаты диссертационной работы были представлены наследующих российских и международных конференциях в виде стендовых иустных докладов:1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
