Паспорт проекта

Название проекта

Разработка и применение аморфных ферромагнитных микропроводов для создания новых сенсоров, композиционных материалов и устройств на их основе

Руководители проекта

д.ф.-м.н. проф. Усов Николай Александрович 

Цели проекта

Создание в НИТУ «МИСиС» технологической базы для получения высококачественных аморфных ферромагнитных микропроводов с улучшенными пластическими и магнитными свойствами и развития технологических основ для создания на их основе новых стресс- и термо- чувствительных материалов, высокочувствительных сенсоров и измерительных устройств.

Задачи проекта

1) Запуск и совершенствование технологии производства аморфных ферромагнитных микропроводов методом Улитовского-Тейлора в НИТУ «МИСиС»: 

2) Оптимизация и исследование свойств аморфных ферромагнитных микропроводов:
3) Разработка приложений аморфных ферромагнитных микропроводов, включая создание стресс–чувствительных датчиков и комопзитных материалов, однобитовой и многобитовой меток, сканирующего магнитного микроскопа на основе эффекта гигантского магнитного импеданса.

Уникальность проекта

Уникальные магнитные и электродинамические характеристики аморфных ферромагнитных микропроводов могут быть использованы также для создания нового типа композитов и сред с направленной теплопроводностью, анизотропные магнитными и электродинамическими характеристиками.

Актуальность проекта

Проводимые в НИТУ «МИСиС» исследования в области аморфных ферромагнитных микропроводов соответствуют современному мировому уровню, а наличие конечного потребителя разрабатываемой технологии, дает все предпосылки к успешной коммерциализацию проекта. Формирование научного коллектива и создание полной технологической цепочки по изготовлению высококачественных аморфных ферромагнитных микропроводов позволит выйти НИТУ «МИСиС» на лидирующие мировые позиции в данном направлении. Кроме того, развитие предлагаемого направления важно с точки зрения импортозамещения. Создание собственной технологии позволит, в дальнейшем, на ее основе разрабатывать собственную инновационную продукцию, в том числе продукцию двойного назначения.

Оборудование

Технологическое оборудование:
Установка для литья микропроводов методом Улитвского-Тейлора

Диагностическое оборудование:
Сканирующий электронный микроскоп,
Оптический микроскоп,
4-х зондовый измеритель электрических и температурных характеристик аморфных ферромагнитных микропроводов.

Специализированное магнитное оборудование:
вибрационный магнитометр,
индукционную измерительную систему для регистрации динамических петель аморфных ферромагнитных микропроводов под действием механических нагрузок,
установка для измерений малоуглового вращения ветора намагниченности,
измеритель ГМИ характеристик аморфных ферромагнитных микропроводов,

Патенты

1. С.А. Гудошников, Б.Я. Любимов, Н.А. Усов,  А.С. Игнатов, В.П. Тарасов, О.Н. Криволапова, «Датчик измерения механических напряжений»,  Патент на изобретение РФ № 2552124, дата приоритета 13.12.2013.
2. S.A. Gudoshnikov, B.Ya. Liubimov, N.A. Usov, A.S. Ignatov, V.P. Tarasov, O.N. Krivolapova, PCT,  “Mechanical stress sensor” WO 2015/088372 A1, Intern.publ.date 18.06.2015

Мероприятия научного коллектива

1. Научные семинары группы: - проводятся по средам 1 раз в 2 недели. 

2. Участие в конференциях: 
• S. Gudoshnikov, A. Ignatov, V. Tarasov, S. Gorbunov, V. Molokanov, T. Chueva and N. Usov “Magnetoelastic properties of CO based amorphous ferromagnetic microwires”, The 7th International Workshop on Magnetic Wires (IWMW_2015), Ordizia, Spain 2-3 July 2015 (приглашенный). 
• N. Usov, S. Gudoshnikov, “Circular magnetization process in a Co-rich microwire with negative magnetostriction”, 20th International Conference on Magnetism (ICM_2015), Barcelona, Spain 5-10 July 2015 (обычный устный). • N.A. Usov, O.N. Serebryakova, “The universal behavior of dense clusters of magnetic nanoparticles”, International Conference on Computer Simulation in Physics and beyond (CPS-2015), Moscow, Russia 6-10 September 2015 (обычный устный). 
• N. Usov, O. Serebryakova, “Magnetostatic interactions in dense clusters of magnetic nanoparticles”, 20th International Conference on Magnetism (ICM_2015), Barcelona, Spain 5-10 July 2015 (постер). 
• A. S. Ignatov, S. A. Gudoshnikov, V. P. Tarasov, A. V. Popova, N. A. Usov «Investigation of Fe-rich amorphous ferromagnetic microwires under the influence of applied tensile stresses», Donostia International Workshop on Energy, Materials and Nanotechnology (DINEMN) 2015, September 1-4, 2015, San Sebastián, Spain (постер)

Партнёрство и сотрудничество

Лаборатория магнетизма (Университет г. Сан-Себастьян, страна Басков, Испания) – проф. Жуков А.П.
Лаборатория прикладной физики (Университет г. Овиедо, Испания) – проф. Б. Хернандес.
Лаборатория квантовой и криогенной магнитометрии (ИЗМИРАН) г. Москва

Предполагается, что прогресс в исследованиях аморфных ферромагнитных микропроводов может оказать заметное влияние на развитие современных технологий создания покрытий с уникальными свойствами и привести к созданию много- тоннажных промышленных производств, с огромным экономическим эффектом.

В рамках проекта будут получены следующие результаты:
1. Осуществлен запуск технологического оборудования в НИТУ «МИСиС» по производству аморфных ферромагнитных микропроводов различных составов и диаметров. Будут получены серии опытных образцов аморфных ферромагнитных микропроводов для различных применений.
2. Разработаны методы дополнительной обработки аморфных ферромагнитных микропроводов (отжиг в различных средах под действием магнитных полей и приложенных механических напряжений, стравливание оболочки, др.).
3. Применены современные методы моделирования магнитных и магнитомеханических характеристик аморфных ферромагнитных микропроводов для анализа магнитной доменной структуры микропроводов, эффекта гигантского магнитного импеданса, оптимизации и улучшения характеристик разрабатываемых датчиков и композитных материалов, создаваемых на основе аморфных ферромагнитных микропроводов.
4. Проведена аттестация методик малоуглового вращения вектора намагничивания и измерения импедансных характеристик аморфных ферромагнитных микропроводов.
5. Разработаны и созданы прототипы магнитных, стресс-чувствительных и термочувствительных датчиков на основе аморфных ферромагнитных микропроводов.
6. Разработаны и созданы прототипы термочувствительных и стресс-чувствительных композитных материалов на основе отрезков аморфных ферромагнитных микропроводов, частиц графена и магнитных наночастиц, обладающие направленной теплопроводностью и анизотропными магнитными свойствами 
7. Разработан и создан на основе кобальтовых аморфных ферромагнитных микропроводов магниточувствительный сканер для детектирования магнитных наночастиц, обнаружения дефектов конструкций, распределений слабых магнитных полей.
8. Разработаны и созданы на основе бистабильных аморфных ферромагнитных микропроводов будут прототипы однобитовой и многобитовой меток для систем контроля подлинности и защиты от несанкционированного выноса товаров.
9. Разработан и апробирован новый образовательный курс по свойствам и практическим применениям аморфных ферромагнитных проводов и композитов на их основе.

2015 N.A. Usov, S.A. Gudoshnikov Circular magnetization process in amorphous microwire with negative magnetostriction J. Phys. D: Appl. Phys.
2015 N.A. Usov, O.N. Serebryakova Magnetization distribution and domain wall dynamics in nanotube with surface anisotropy J. Phys. D: Appl. Phys.
Regular
2015 N.A. Usov,
O.N. Serebryakova
Heating efficiency of multi-core iron oxide nanoparticles Nanoscale
2015 Sergey Gudoshnikov, Andrey Ignatov, Vadim Tarasov, Sergey Gorbunov, Vyacheslav Molokanov, Tatyana Chueva, Nikolay Usov Magnetoelastic properties of Co-based amorphous ferromagnetic microwires Phys. Status Solidi A
2016 Elena Vladimirovna Kostitsyna, Ph.D.; Pavel Bazhin,
Ph.D.; Alexander Stolin , Professor; Mikhail Petrzhik, Ph.D.; Mikhail
Filonov, Professor; Andrey Ignatov
Fabrication and characterization of nanostructured electrodes for electro-spark deposition made by SHS- extrusion Journal of Alloys and Compounds
2016 E.V. Kostitsina,
S.A. Gudoshnikov,
A.V. Popova, M.I. Petrzhik, V.P. Tarasov, N.A.Usov, A.S. Ignatov
Mechanical properties and internal quenching stresses in Co-rich amorphous ferromagnetic microwires Journal of Alloys and Compounds
2016 N.A. Usov Soliton collisions in soft magnetic nanotube with uniaxial anisotropy AIP ADVANCES
2015 N.A. Usov, S.A. Gudoshnikov The universal behavior of dense clusters of magnetic nanoparticle AIP ADVANCES
2015 Gudoshnikov S; Churyukanova M ; Kaloshkin S; Zhukov A ; Zhukova V; Usov N.A. Investigation of the properties of Co-rich amorphous ferromagnetic microwires by means of small angle  Journal of Magnetism and Magnetic Materials
2016 Zhukov, A; Churyukanova, M; Kaloshkin, S; Sudarchikova, V; Gudoshnikov, S; Ipatov, M; Talaat, A; Blanco, JM; Zhukova, V Magnetostriction of Co-Fe-Based Amorphous Soft Magnetic Microwires Journal of Electronic Materials
2016 N.A. Usov,
O.N. Serebryakova
Magnetostatic interactions in dense clusters of magnetic nanorticles AIP Advances
2016 Zhukov, A; Churyukanova, M; Kaloshkin, S; Sudarchikova, V; Gudoshnikov, S; Ipatov, M; Talaat, A; Blanco, JM; Zhukova, V Magnetostriction investigation of soft magnetic microwires Physica Status Solidi A-Applications And Materials Science
2016 Kostitsyna, Elena; Bazhin, Pavel; Stolin, Alexander; Ignatov, Andrey; Konstantinov, Alexander Ceramic Ti--B Composites Synthesized by Combustion Followed by High-Temperature Deformation Materials
2016 N.A. Usov,
O.N. Serebryakova
Influence of surface anisotropy on magnetization distribution and domain wall dynamics in magnetic nanotube Applied Surface Science
2017 N.A. Usov,
O. N. Serebryakova,
S.A. Gudoshnikov,
V.P. Tarasov
Surface domain structures in amorphous ferromagnetic microwires Applied Surface Science
2017 N.A. Usov, O.N. Serebryakova Universal behavior of dense clusters of magnetic nanoparticle AIP Advances
2017 Nikolai A. Usov;
Olga N. Serebryakova;
Vadim P. Tarasov
Interaction effects in assembly of magnetic nanoparticles Nanoscale Research Letters (NRL)
2017 V.A. Bautin,
E.V. Kostitsyna,
A.V. Popova,
S.A. Gudoshnikov,
A.S. Ignatov
N.A. Usov
Glass shell etching to control residual quenching stress in Co-rich amorphous ferromagnetic microwires Journal of Alloys and Compounds
2017 N. A. Usov
M. S. Nesmeyanov
V. P. Tarasov
Magnetic vortices as efficient nano heaters in magnetic nanoparticle hyperthermia Scientific reports 
2017 G.N. Elmanov, P.A. Chernavskii, I.V. Kozlov, P.S. Dzhumaev, E.V. Kostitsyna, V.P.
Tarasov, A.S. Ignatov and S.A. Gudoshnikov
Effect of heat treatment on phase transformations and magnetization of amorphous
Co69Fe4Cr4Si12B11 microwires
Journal of Alloys and Compounds
2017 S.A. Gudoshnikov, N.A. Usov, A.S. Ignatov, V.P. Tarasov, A.V. Popova,
V. Zhukova, M. Ipatov and A. Zhukov
Estimation of residual quenching and applied tensile stresses in Fe-rich
amorphous ferromagnetic microwires
Journal of Alloys and Compounds
2017 A.V. Popova, V. I. Odintsov, S. A. Menshov, E. V. Kostitsyna, V. P. Tarasov, V. Zhukova, A. Zhukov and S. A. Gudoshnikov Continuous control of a resistance in Co-rich amorphous ferromagnetic
microwires during DC Joule heating
Journal of Alloys and Compounds
2017 A.V. Popova, V.I. Odintsov, I.V. Kozlov, G.N. Elmanov, E.V. Kostitsyna,
E.S. Gorelikov and S.A. Gudoshnikov
Influence of technological parameters on magnetic properties of Co-rich amorphous ferromagnetic microwires Knowledge E, conference proceedings,
Scopus
2017 Alexander M Stolin, Pavel M Bazhin, Alexander S Konstantinov; Andrey P Chizhikov; Elena V. Kostitsyna, Marina Y Bychkova Synthesis and characterization of Al2O3 - ZrO2-based eutectic ceramic powder material dispersion-hardened with ZrB2 and WB particles prepared by SHS Ceramic international 
2017 Alexander S Konstantinov; Pavel M Bazhin; Alexander M Stolin; Elena V. Kostitsyna, Andrey S Ignatov Ti-B Based Composite Materials: Properties, Basic Fabrication Methods, and Fields of Application Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
2017 N. A. Usov
M. S. Nesmeyanov
et.al.
Heating efficiency of  magnetic nanoparticles with cubic and combined anisotropy J. Phys. Chem. C.
2017 N.S. Kholodkov, S.A. Gudoshnikov, N.A. Usov, I.V. Bardin, V.A. Bautin, A.G. Saferyan In situ measurement of corrosion rate of separate pits on the surface of stainless steel AISI 304 using GMI-magnetometer Corrosion science
2018 V.A. Bautin, N.S. Kholodkov, A.V. Popova, S.A. Gudoshnikov, N.A. Usov Co-rich amorphous microwires with improve Giant Magneto impedance characteristics due to glass shell etching Journal of Materials Science & Technology
2018 N. A. Usov,
O.N. Serebryakova
Assemblies of interacting magnetic nanoparticles in rotating magnetic field Journal of Alloys and Compounds
2018 N. A. Usov Ferromagnetic resonance in thin ferromagnetic film with surface anisotropy Journal of Magnetism and Magnetic Materials

д.ф.-м.н.                                –  3

к.ф.-м.н.                                –  5

инженерный состав             –  3

аспиранты                             –  3

студенты                               –  5

Наши проекты

Последние комментарии



Яндекс.Метрика