​Российские ученые создали методику получения специальных наночастиц, которые могут сделать магниты намного сильнее, и протестировали их действие на бариевых магнитах BaFe12O19. Результаты исследований сотрудников Сибирского федерального университета (СФУ) были опубликованы в журнале Materials Research Express.

Бариевые магниты очень устойчивы против механических ударов, размагничивающих действий нагрева и внешних магнитных полей и коррозии. Они широко используются в современном мире: в гироскопах, в приборах электродинамики, для магнитной звукозаписи.

Ученые разработали методику получения наноразмерных барий-ферритных частиц и проследили, как изменится их активность, если добавить их в другие материалы.

Также авторы изменяли размер магнитных частиц и смотрели, как «реагирует» на это коэрцитивная сила — величина магнитного поля, необходимого для полного размагничивания материала.

«Оказалось, что с уменьшением размера частиц коэрцитивная сила очень сильно увеличивается и достигает максимума при малых размерах. Затем, при дальнейшем уменьшении до одного нанометра и меньше, она снова уменьшается», — рассказал один из авторов статьи Анатолий Лепешев, доктор технических наук, заведующий научно-образовательным центром ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» Сибирского федерального университета.

Благодаря этому эффекту авторы определили необходимый размер наноцастиц, при котором достигается максимальная магнитная жесткость. Жесткость, а также величина намагниченности насыщения в конечном счете и определяют магнитную энергию. Чем выше магнитная энергия, тем больше этот материал подходит для использования в качестве постоянного магнита. Таким образом, если в обычные магниты добавлять разработанные авторами наночастицы или формировать их в процессе высокоскоростной закалки, то можно получить материал с максимальной магнитной энергией.

В ходе работы ученые после обработки порошков бариевых магнитов BaFe12O19 плазмой совершили их высокоскоростную закалку (~ 107 град/сек), тем самым создав в материалах барий-ферритные наночастицы и повысив магнитную энергию вещества. Оказалось, что, регулируя технологические параметры плазменного распыления и последующей закалки можно управлять размерами наночастиц и, следовательно, величиной коэрцитивной силы. Ученые отмечают, что такой метод улучшения эксплуатационных свойств подходит не только для бариевых магнитов. Наночастицы можно формировать не только при высокоскоростной закалке, но и внедрять их, например, при спекании, обеспечивая при этом высокий уровень магнитной жесткости.

Поскольку такие наночастицы могут нагреваться в электромагнитных полях или вращаться в переменном магнитном поле, то их можно использовать для проведения таргетных операций.

«Мы сравнили полученные характеристики с зарубежными аналогами и установили, что наши результаты соответствуют, а по некоторым показателям превышают зарубежные», — заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Красноярского научного центра СО РАН.

Похожие новости

  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    198
  • 14/12/2017

    Сибирские ученые нашли способ, который уменьшит вредные выбросы тепловых электростанций

    Ученые смоделировали процесс сжигания угля в котлах теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и выяснили, уголь какого типа при сгорании дает меньше вредных выбросов. В результате удалось подобрать режим работы, при котором количество выбросов уменьшается в два раза.
    134
  • 17/02/2017

    Ученые нашли способ обеспечить высокую точность контроля молекулярного движения

    ​Международный коллектив с участием исследователей из Сибирского федерального университета нашел способ "открыть пространственные ворота". Возможности теоретической физики связаны с изменением представлений о природе вещей, и именно это таит в себе потенциал управления теми процессами, которые в течение долгого времени считались неподвластными контролю.
    492
  • 23/11/2017

    Сибирские ученые модернизировали метод расчета движения жидкостей

    ​Исследователи из Сибирского федерального университета (СФУ) в сотрудничестве с коллегами из Московского государственного университета и Сибирского отделения РАН предложили использовать для гидродинамических расчетов систему из нескольких графических процессоров вместо центрального.
    137
  • 24/08/2017

    Сибирские ученые разработали ботинки с навигационной системой

    ​Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Национального исследовательского Томского политехнического университета разработали пешеходную навигационную систему, которая сможет определять координаты пользователя в плотной городской застройке, лесных массивах и даже под землей, сообщила пресс-служба СФУ.
    357
  • 19/05/2017

    В СФУ научили летать беспилотники на малой высоте

    ​В Сибирском федеральном университете разработали специальный прибор, который позволит беспилотным летательным аппаратам самостоятельно ориентироваться на малых высотах до десяти метров. Приборы, которые есть сейчас, не позволяют получать точные данные о высоте полета.
    434
  • 13/03/2017

    Ученые СФУ определят качество асфальта

    ​В этом году обещают выделить большие деньги на ремонт дорог. Но ведь каждый год улицы покрывают новым асфальтом, только хватает его ненадолго. Через несколько месяцев дороги вновь в колдобинах. Как определить качество полотна на начальном этапе, чтобы призвать дорожников к ответу? Ученые СФУ предлагают исследовать качество дорожного покрытия с помощью передвижной лаборатории, которую усовершенствовали в университете.
    505
  • 14/12/2017

    Ученые СФУ установили, что у Марса не было шанса стать обитаемым

    ​Профессор Сибирского федерального университета (СФУ) Николай Еркаев и его зарубежные коллеги из Австрии и Германии считают, что на Марсе никогда не было жизни и возникнуть она там не могла.К такому выводу они пришли, построив модель формирования планет, обладающих сравнительно небольшой массой.
    89
  • 29/12/2016

    Ученые СФУ презентовали антенны для сетей четвертого поколения

    ​Два проекта ученых Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ были представлены на национальной выставке-форуме "ВУЗПРОМЭКСПО-2016", прошедшей в Москве с 14 по 16 декабря 2016 года. Обе разработки выполнены совместно со стратегическим партнером ""Информационные спутниковые системы" имени академика М.
    661
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    813