CC BY
74
АФАНАСЬЕВ ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ. См. с. 169.
КОВАЛЕВ ВЛАДИМИР ГЕННАДЬЕВИЧ. См. с. 177.
ТАРАСОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ. См. с. 177.
ТАРАСОВА ВАЛЕНТИНА ВЛАДИМИРОВНА - аспирантка кафедры теплоэнергетических установок, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (charming_cerl@rambler. ru).
TARASOVA VALENTINA VLADIMIROVNA - post-graduate student of Thermal Power Plants Chair, Chuvash state University, Russia, Cheboksary.
УДК 537.311.3, 537.622, 535.24.2, 538.945, 539.2 ББК 31.2 (Электроэнергетика. Электротехника)
В .В. КАЗАКОВ, О.В. КАЗАКОВ, Г.А. НЕМЦЕВ
ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СВЕРХРЕШЕТОК ДАЛЬНЕГО ПОРЯДКА В ФОЛЬГОВЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ОБМОТКАХ
Ключевые слова: сверхрешетка, многослойные проводники, многослойные ферромагнетики, иерархические доменные группировки, магнитная проницаемость, гистерезис, магнитные группировки электронов, высокотемпературная гиперпроводимость, стержни-обмотки.
Представлены результаты исследований, в ходе которых авторами были обнаружены эффекты: структурная упорядоченность спонтанной намагниченности слоистых ферромагнетиков с толщиной слоев более 50 мкм и толщиной неферромагнитных прослоек более 4 мкм, имеющая вид магнитных сверхрешеток, а также гиперпроводимость слоистых ферромагнетиков, наблюдаемая при изменении температуры вплоть до температур Кюри этих сверхрешеток. Эксперименты проводились над стержнями-обмотками, основным активным элементом разработанного авторами сверхкомпактного силового трансформатора. Эксперименты подтвердили теоретические дополнения авторов к теориям ферромагнетиков и электропроводности. Эффекты применимы при разработке ферромагнитных сердечников с повышенной магнитной проницаемостью и без гистерезисных потерь, а также при разработке гиперпроводящих обмоток, проводов, кабелей и проводников печатных плат, работающих при температурах свыше 300°C.
V.V. KAZAKOV, O.V. KAZAKOV, G.A. NEMZEV RESEARCH OF MAGNETIC SUPERLATTICES OF A DISTANT ORDER IN THE FERROMAGNETIC FOIL WINDINGS
Key words: superlattice, multilayered conductors, multilayered ferromagnetic materials, hysteresis, hierarchical domain groupings, magnetic permeability, a magnetic groupings of electrons, high-temperature hyperconductivity, cores-windings.
In article the results of researches during which by authors had been found out an effects: the structure of the magnetic superlattices at spontaneous magnetization of the layered ferromagnetic metals having thickness of layers more than 50 microns and thickness of not ferromagnetic layers more than 4 microns, and the effect of hyperconductivity of the layered ferromagnetic metals which observed at the range of the temperature up to the Curie temperatures of these superlattices. Experiments were spent with the cores-windings, which are the basic active elements of the super compact power transformer designed by authors. Experiments have confirmed theoretical additions of authors to theories of the ferromagnetic materials and of the electrical conductivity. Effects may be applied at design of ferromagnetic cores with the raised magnetic permeability and without hysteresis losses, and at design of the hyperconducting windings, wires, cables and conductors of the printed-circuit-boards working at temperatures above than 300°C.
До настоящего времени было изучено единственное свойство слоистых ферромагнитных и антиферромагнитных материалов - высокое удельное электрическое сопротивление поперек плоскостям слоев этих материалов, возникающее под влиянием спонтанной намагниченности, значение которой в каждом слое материала соответствует намаг-
ниченности насыщения Ms, а направление - строго равномерно, но встречно по отношению к направлению намагниченности соседних слоев. Относительная магнитная проницаемость д исходного ферромагнетика сверхвысокой чистоты превышает 106, поэтому соотношение его остаточной индукции и индукции насыщения в ферромагнитных слоях больше, чем Br/Bs = 0,9. Конструкция устройства выбирается такой, что материал с такой высокоупорядоченной магнитной структурой, называемой структурой магнитных сверхрешеток, намагничивается внешним магнитным полем вдоль любого из этих двух направлений спонтанной намагниченности. Благодаря структуре сверхрешеток возникновение магнитных потоков, отклоняющихся от этих направлений, исключается. При этом из-за небольшого отличия толщины слоев материала насыщенная намагниченность четных или нечетных слоев A быстро приобретает такое же направление, какое имеет внешнее магнитное поле с напряженностью H. Поэтому изменение магнитной индукции B(H) происходит за счет перемагничивания оставшихся слоев Б. При достижении одинаковой по направлению намагниченности насыщения слоев A и Б удельное электрическое сопротивление материала поперек плоскостям его слоев становится минимальным. Экспериментально подтвержденный эффект более чем 100-кратного изменения удельного сопротивления при перемагничивании слоистых ферромагнетиков [5], названный гигантской магниторезистивностью, используется в быстродействующих датчиках магнитного поля и магнитоуправляемых транзисторах. Для производства этих компактных электронных компонентов уже не требуется применение остальных свойств магнитных сверхрешеток, необходимых в других новых электромагнитных устройствах. Поэтому представителей новой отрасли электроники - магнитоэлектроники, или спинтроники, вполне устраивает предположение о том, что структура спонтанной намагниченности типа магнитных сверхрешеток возникает только при толщине ферромагнитных слоев до 12 нм и толщине неферромагнитных прослоек между ними до 2 нм.
Целью экспериментальных исследований является подтверждение следующих полученных авторами теоретических результатов, касающихся свойств, разновидностей и области применения слоистых ферромагнитных и антиферромагнитных материалов со свойством спонтанной намагниченности со структурой магнитных сверхрешеток.
1. Путем анализа известных эффектов осцилляции намагничивания, спонтанной остаточной намагниченности ферромагнитных сердечников, распространения и спектрального расщепления спиновых волн и изменения свойств ферромагнитных сердечников при поперечном намагничивании теория ферромагнетизма дополнена определением иерархических размерностей доменных группировок [3]. Согласно этому, как при спонтанной намагниченности ферромагнетиков, так и при их намагничивании, доменные группировки большей размерности образуются из-за неполного замыкания магнитных потоков доменных группировок предыдущей меньшей размерности. Преобладание количества доменных группировок большей размерности Л, более массивных, но имеющих меньший коэффициент упругости kЛ, обеспечивает большее значение относительной магнитной проницаемости д материала. При этом при создании условий в ферромагнетике могут формироваться иерархические доменные группировки максимальной размерности, имеющие размер магнитной сверхрешетки или всего ферромагнитного сердечника. Наличие иерархических доменных группировок соответствует наличию в материале упорядоченных структур не только ближнего порядка, но и множества упорядоченных структур возрастающего периода повторения. Следовательно, структура менее жестких магнитных сверхрешеток может быть создана и за счет взаимодействия доменных группировок в стержне сердечника трансформатора с толщиной ферромагнитных слоев dж свыше 50 мкм и неферромагнитных прослоек свыше 4 мкм. Такой стержень может быть изготовлен в виде фольговой обмотки из эмалированной калиброванной ленты чистого железа. Известная технология изготовления недорогой фольги сверхчистого железа [4] внедрена в производство. Признаками возникновения структуры магнитных сверхрешеток являются повышение магнитной проницаемости сердечника по сравнению с магнитной
проницаемостью исходного ферромагнетика и отсутствие остаточной намагниченности и коэрцитивной силы стержня при работе в магнитной системе трансформатора.
2. На основе анализа теорий электропроводности, криогенных сверхпроводимости и гиперпроводимости сделан вывод о возможности снижения влияния всех составляющих удельного сопротивления материала благодаря магнитной упорядоченности электронной структуры проводника в виде сверхрешеток ближнего и дальнего порядка:
Р(Т) = Ро + Рэ(Т) + Рф(Т) + рм(7), (1)
где р0 - остаточное удельное сопротивление, связанное с неупорядоченностью кристаллической структуры; рэ(Т) и Рф(Т) - составляющие удельного сопротивления, связанные с кулоновским взаимодействием электронов проводимости и их взаимодействием с электронами внешних оболочек атомов; рм(Т) - составляющая удельного сопротивления, связанная с магнитной неупорядоченностью системы электронов проводимости и электронов внешних оболочек атомов.
Дополнением к теории электропроводности является образование электромагнитных группировок электронов проводимости и электронов внешних оболочек атомов, обеспечивающих снижение удельного сопротивления проводника. Образование структуры магнитных сверхрешеток не только упорядочивает структуру материала, но и увеличивает температурную устойчивость таких группировок. Это должно проявляться многократным снижением удельного сопротивления в направлении вдоль слоев материала, перпендикулярном направлению намагниченности М материала. В качестве объекта исследования выбирается та же фольговая обмотка из эмалированной калиброванной ленты чистого железа.
Описание оборудования и объекта исследования. Для сравнения были выбраны одинаковые по размерам и материалу фольговые ферромагнитные обмотки, далее стержни-обмотки, изготовленные:
1) намоткой N = 160 витков одной эмалированной калиброванной ленты из чистого железа;
2) одновременной намоткой N = 80 витков двух эмалированных калиброванных лент из чистого железа, причем концы лент припаивались к общим выводам; в стержне-обмотке предполагалось возникновение условий спонтанной структуры магнитных сверхрешеток дальнего порядка;
3) одновременной намоткой N = 80 витков двух эмалированных калиброванных лент из чистого железа, причем концы лент припаивались к отдельным выводам; также предполагалось возникновение условий спонтанной структуры магнитных сверхрешеток дальнего порядка.
Размеры стержней-обмоток: внутренний радиус Я0 = 3,25 мм; внешний радиус Я = 11,5 мм; высота Ис = 26 мм. Материал всех ферромагнитных элементов сердечника: калиброванная по ширине лента фольги из железа марки 08Ю производства ОАО «Ашинский металлургический завод» толщиной dж = 50 мкм, с четырехсторонней изоляцией лаком марки УР-231 толщиной dи = 2 мкм. Изоляция торцов стержня-обмотки: конденсаторная бумага толщиной 10 мкм.
Площадь поперечного сечения съемного ярма равна ^ = 23*17 ~ 382 мм2, длина -40 мм, а масса - 0,12 кг. ^-образный ферромагнитный стержень имеет такое же поперечное сечение. Общая эффективная длина собранной магнитной цепи устройства равна 1с ~ 170 мм. Обмотка коррекции намагниченности содержит Nупр = 500 витков медного эмалированного провода с диаметром по меди 0,6 мм.
Все детали устройства, не относящиеся к элементам его ферромагнитного сердечника, а также крепежные детали и детали, расположенные вблизи от сердечника, выполнены из неферромагнитных материалов.
Электрическая схема устройства для измерений показана на рис. 1, а, а эскиз исследуемого стержня-обмотки - на рис. 1, б.
Исходя из соотношения Я0 и Я, ампер-витки стержня-обмотки определяются по формуле 1е = I ■ N ■ ^ ~ 0,41 ■ I ■ N, где ^ - коэффициент геометрии стержня-обмот-
ки; ки = (Я + 2Я0)/(3Я + 3Я0) [3]. Регулируемое напряжение и на стержнях-обмотках измерялось вольтметром, а ток I - амперметром А1. Регулируемый ток /упр обмотки коррекции намагниченности измерялся амперметром А2. Для исключения влияния на результаты эксперимента при измерении магнитной индукции в стержнях-обмотках использовался метод прецизионного измерения силы отрыва незакрепленного ярма от замкнутой магнитной системы. Для исключения ошибочных выводов каждый опыт повторялся десятикратно при каждой комбинации токов в обмотках. Согласно измеренным значениям силы отрыва незакрепленного ярма по классическим уравнениям вычислялись значения магнитной индукции в стержнях-обмотках и их магнитная проницаемость.
Рис. 1: а - схема электрических соединений устройства для измерений магнитной индукции, коэрцитивной силы и магниторезистивности стержней-обмоток, выполненных в виде рулонов из эмалированной калиброванной ленты чистого железа (а): 1 - исследуемый стержень-обмотка; 2 - шихтованный Х-образный стержень сердечника, охваченный обмоткой коррекции намагниченности замкнутого ферромагнитного сердечника; 3 - незакрепленное шихтованное ярмо, верхняя часть которого через манометр Ж1 для определения силы отрыва ^отр прикреплена к неупругому подъемному механизму; 4 - короткозамкнутый виток перпендикулярного размагничивания, снимающий влияние тока от внутреннего вывода стержня-обмотки 1; б - объект исследований: 1 - стержень-обмотка из эмалированной калиброванной ленты чистого железа; 2 - вывод от внутреннего конца железной ленты;
3 - вывод от наружного конца железной ленты
Измерение магнитной индукции В, коэрцитивной силы Нс и остаточной намагниченности Вг в стержнях и стержнях-обмотках. Энергия ^ единицы объема равномерно намагниченного ферромагнитного материала замкнутой магнитной цепи устройства и давление р прижима ее ярма к ее намагниченному стержню или стержню-обмотке определяются вычислением согласно классической формуле [2]
б
р = '№ =—— по определенной опытным путем силе отрыва ярма от стержня-обмотки 2до
-?отр = р ■ &, где В - индукция магнитного поля вдоль замкнутой магнитной цепи; ц0 -полная магнитная проницаемость вакуума; - поперечное сечение сердечника. С
учетом погрешностей, неизбежных при определении магнитного сопротивления цепи, допускается, что магнитная индукция вдоль цепи распределена одинаково. Тогда значение В, с приемлемой для дальнейших расчетов точностью, определится по известной формуле:
В = 12Цр-^отр (2)
\ 5С . (2)
Вычисления значений В осуществлялись по измеренным значениям силы Еатр отрыва незакрепленного ярма при различных значениях постоянного тока 1упр, подаваемого на обмотку Лупр коррекции намагниченности. Напряженность Н магнитного поля в магнитной цепи устройства при этом также определялась по известной формуле:
I ■ Л
Н = 1 уПр Л уПр . (3)
1С
Значения Вг определялись по силе ^отр отрыва ярма сразу после отключения установленного тока 1упр макс, при котором происходило насыщение намагниченности ферромагнитных АЭ, а значения Нс - при повторном опыте, по значению плавно нарастающего тока 1упр инв, встречного току 1упр макс, при котором обеспечивалось усло-
вие ^отр = 0.
Результаты вычислений В„ Вг и Нс по формулам (2) и (3), полученные согласно измеренным значениям ^отр и 1упр инв, и среднее значение ц стержня-обмотки приведены в табл. 1.
Таблица1
Вычисленные значения В8, Вг, Нс и цср стержней-обмоток
Вид конструкции стержня сердечника В„ Тл Вг, Тл Нс, А/м Дср
Стержень-обмотка (1) из одной ленты 2,1 0,19 118 1200
Стержни-обмотки (2, 3) из двух лент 2,1 0 0 20 000
При измерении остаточной намагниченности было обнаружено, что в образцах (2) и (3) остаточная намагниченность при отрыве ярма равна 0. Магнитная проницаемость образцов (2) и (3) также оказалась почти в 17 раз выше, чем у образца (1). Следовательно, в этих образцах спонтанная намагниченность имеет структуру магнитных сверхрешеток.
Открытый в этих опытах эффект подтверждает теоретический вывод о возможности формирования магнитных сверхрешеток благодаря взаимодействию доменных группировок высокой размерности в слоистых ферромагнетиках при толщине их слоев выше 50 мкм. Ранее считалось, что структура магнитных сверхрешеток возможна только в материалах с толщиной слоев до 100 нм.
Измерение магниторезистивности стержней-обмоток. Магнитное поле в замкнутой магнитной системе, содержащей исследуемый стрежень-обмотку, наводилось токами, устанавливаемыми внешними источниками напряжения в этом стержне-обмотке (ток I) и в обмотке коррекции намагниченности (ток 1упр). При этом использовались разные сочетания значений и направлений этих токов. Измерения сопротивления стержня-обмотки осуществлялись по известному методу вольтметра-амперметра по схеме на рис. 1, а.
Результаты измерения удельного сопротивления стержня-обмотки, выполненного из однослойной изолированной железной ленты, приведены на рис. 2, результаты измерения удельного сопротивления стержня-обмотки, выполненного одновременной намоткой двух изолированных железных лент, одноименные концы которых (рис. 1, б) припаивались друг к другу, - на рис. 3. Измерения проводились при темпе-
ратуре / = 20°С. Результаты сравнивались с расчетным и измеренным значениями резистивного сопротивления Я вытянутой ленты без наложения на нее внешнего магнитного поля. Так как удельное сопротивление железной ленты, примененной в стержнях-обмотках, равно р20°С - 0,16 мкОм-м, а площадь ее поперечного сечения равна £пр = 1,3 мм2, для стержня-обмотки с однослойными витками с длиной ленты 1пр - 7,665 м ее сопротивление равно Я = 0,9 Ом, а для стержня-обмотки с двухслойными витками с длиной параллельной сборки лент 1пр - 3,833 м сопротивление параллельного соединения этих лент равно Я = 0,26 Ом.
Анализ экспериментально полученных графиков (рис. 2) показывает, что сопротивление Я ленты в стержнях-обмотках становится меньше, причем изменением средней намагниченности стержня-обмотки с однослойными витками это сопротивление можно изменять в пределах от 0,357 до 0,556 Ом. При этом все зависимости Я (1упр, I) для этого стержня-обмотки сначала имеют нарастающий, а затем спадающий характер, т.е. значением Я можно управлять по сравнению с начальным его значением в пределе увеличивая на 11% или уменьшая на 29%.
Рис. 2. Изменение сопротивления между выводами стержня-обмотки из однослойной ленты при его намагничивании магнитным полем тока I, протекающего по его виткам, и тока !упр в обмотке коррекции намагниченности сердечника
Анализ графиков (рис. 3), относящихся к стержню-обмотке с двухслойными витками, также показывает уменьшение начального сопротивления Я ленты в стержнях-обмотках по сравнению с сопротивлением вытянутой ленты. Однако диапазон регулирования удельного сопротивления железа в этом случае увеличивается. Изменением намагниченности стержня-обмотки сопротивление Я можно увеличить в пределе до 0,217 Ом и уменьшить до 0,04 Ом, т.е. увеличить на 62% и уменьшить на 67%. При !упр = -0,51 А была достигнуты линейная зависимость Я(Т) и минимальное значение Я, на 85% меньшее сопротивление вытянутой двойной железной ленты.
Причина отличия графиков, показанных на рис. 2 и 3, заключается в следующем. В слоистой структуре ферромагнетика, возникающей при намотке стержня-обмотки тонкой эмалированной железной лентой, благодаря ферромагнитному взаимодействию соседних слоев этой ленты спонтанно формируется структура магнитной сверхрешетки.
Однако в стержне-обмотке из однослойной ленты соседними ферромагнитными слоями материала являются соседние витки стержня-обмотки, т.е. соседние участки
одной и той же железной ленты. Спонтанная намагниченность каждого участка ленты будет встречной по отношению к спонтанной намагниченности ее смежных участков (рис. 4, а).
Тогда благодаря строгой структуре магнитной сверхрешетки удельное сопротивление материала на тех участках ленты, где ее намагниченность М+ совпадает по направлению со средней индукцией В магнитного поля в замкнутом сердечнике устройства измерения, имеет наименьшее значение.
На участках железной ленты, где ее намагниченность М- направлена встречно магнитной индукции В замкнутого сердечника, по мере роста В сначала будет наблю даться размагничивание, т.е. уменьшение размерностей доменных группировок [4] и снижение упорядоченности магнитной структуры материала. На этом этапе перемагничивания удельное сопротивление таких участков железной ленты будет нарастать по мере увеличения В. Далее намагниченность М этих участков, уже совпадая с направлением магнитной индукции В в сердечнике, увеличивается. При этом возрастает размерность доменных группировок на этих участках, т.е. возрастает упорядоченность их структуры, и удельное сопротивление уменьшается. Наибольшим удельным сопротивлением обладают короткие участки ленты протяженностью X — 300 мкм [6], в начале которых спонтанно, т.е. без влияния внешнего поля, расположены границы между участками со встречными направлениями намагниченностей М+ и М_, имеющие толщину — 2 нм и называемые доменными стенками Блоха [1]. Это связано с тем, что электроны быстро проходят через границы смены намагниченности с М+ на М_, и, имея аномально высокую длину пробега X — 300 мкм до перемены направления их магнитных моментов с цв+ на цв-, отклоняются от направления тока.
Рис. 3. Изменение сопротивления между выводами стержня-обмотки из двухслойной ленты при его намагничивании магнитным полем тока I, протекающего по его виткам, и тока /упр в обмотке коррекции намагниченности сердечника
Рис. 4. Направления спонтанной намагниченности со структурой магнитных сверхрешеток, возникающих в стержнях-обмотках, изготовленных: а - намоткой однослойной эмалированной железной ленты; б - намоткой одновременно двумя эмалированными железными лентами, где М+ - спонтанная намагниченность в направлении внешнего магнитного поля напряженностью Н; М_ - спонтанная намагниченность в направлении, противоположном направлению Н
В стержне-обмотке, намотанном одновременно двумя эмалированными железными лентами, концы которых электрически соединены вместе, спонтанная намагниченность вдоль лент имеет постоянные значение и направление (рис. 4, б). При этом лента наружного слоя А витков приобретает намагниченность М+, а лента внутреннего слоя Б витков приобретает намагниченность М-, т.е. наружный слой А структурно более упорядочен и имеет минимальное удельное сопротивление, а сопротивление слоя Б изменяется при перемагничивании материала. Однако суммарное удельное сопротивление материала в стержне-обмотке из двухслойной ленты меньше, чем удельное сопротивление материала в стержне-обмотке из однослойной ленты. Поэтому слой Б априорно представляется относительно тонкой лентой с меньшей магнитной проницаемостью и не используется в качестве токопроводящего слоя.
Результаты измерения магниторезистивности слоя А, полученные при отсоединенных от электрической цепи концах ленты Б внутреннего слоя витков, показаны на графиках рис. 5. При токе обмотки коррекции намагниченности /упр = 0,5 А сопротивление ленты в стержне-обмотке снизилось до значения Я — 0,045 Ом, хотя ее сопротивление в вытянутом положении было равно Я — 0,45 Ом. Полученное в опыте удельное сопротивление железа с упорядоченной магнитной структурой при температуре Т = 20°С оказалось равным рре струкг — 0,0093 мкОм-м, т.е. в 1,72 раза меньше удельного сопротивления серебра рАё — 0,016. В опытах над стержнем-обмоткой, изготовленным из двухслойной эмалированной калиброванной ленты сверхчистого железа, проведенных при переменных токах частотой f= 50 Гц, в этих же условиях был достигнут результат 6,5-кратного снижения удельного сопротивления по сравнению с таковым при использовании для этих целей серебра.
я, Ом
С ;та пь № 1
0 0 ,5 1 1, 5 2 2,5'
К = -о,: : А
/ /
— У— 1 0
/ 0 3 5 Л. У1 упр -о,: > А
/ УЩ / ....х ::а* 11тт.
—■ /_ — —
— —■ .... .. —
-■■■ :«-7 /1 УПР ” = 0, 1А
— -■ упр “ -0, Ь А . —- ....
— — —
/ '^упр = с ,5 1
Рис. 5. Магниторезистивность слоя со спонтанной намагниченностью М+
Открытый в этом опыте эффект подтверждает возможность гиперпроводимости в слоенных ферромагнитных проводниках, т.е. в специально конструкционно-упорядоченных ферромагнитных проводниках, при температурах вплоть до температур Кюри магнитных сверхрешеток в этих материалах. Отметим, что температуры Кюри магнит-
ных сверхрешеток, самопроизвольно возникающих в слоенном ферромагнетике, более чем в 2-3 раза ниже температуры Кюри исходного монолитного ферромагнетика. Это связано с тем, что коэффициент упругости кЛ и предел прочности доменных группировок такой большой размерности, как сверхрешетки, более чем в 2-3 раза меньше коэффициентов упругости и пределов прочности доменных группировок меньшей размерности, характерных для обычного спонтанно намагничивающегося монолитного ферромагнетика. Например, в рассмотренных опытах со стержнями-обмотками, в которых слоистость железа достигалась в результате их намотки, температура Кюри сверхрешеток оказалась выше 300°C, но ниже температуры Кюри сплошного чистого железа, равной 774°C.
Выводы. 1. Обнаруженный эффект спонтанной намагниченности со структурой магнитных сверхрешеток в слоистых ферромагнетиках с толщиной слоев более 50 мкм и толщиной неферромагнитных прослоек более 4 мкм подтверждает дополнение авторов к теории ферромагнетизма. Эффект может учитываться при разработке сердечников электромагнитных устройств с повышенной магнитной проницаемостью и без потерь на гистерезис перемагничивания.
2. Обнаруженный эффект многократного уменьшения удельного сопротивления, связанный с возникновением структуры магнитных сверхрешеток в слоистых ферромагнитных проводниках, подтверждает дополнение авторов к теории электропроводности. Эффект может учитываться при разработке обмоток электромагнитных устройств, обладающих гиперпроводимостью до температур Кюри магнитных сверхрешеток в используемом проводнике. Планируется использование эффекта и при выпуске новых типов гиперпроводящих проводов, кабелей, проводников печатных плат, антенн.
3. Обнаруженные эффекты доказывают не только возможность, но и целесообразность использования стержней-обмоток в качестве основных активных элементов электромагнитных устройств, заменяя ими традиционные сердечники и обмотки.
Литература
1. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. 1032 с.
2. Зильберман Г.Е. Электричество и магнетизм: учеб. пособие. М.: Наука, 1970. 384 с.
3. Казаков О.В., Казаков В.В., Немцев Г.А. Трансформаторы с уменьшенными бросками тока намагничивания и гистерезиса сердечника // Региональная энергетика и электротехника: проблемы и решения: сб. науч. тр. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2011. Вып. 7. С. 235-252.
4. Пат. RU 2470097 C2, МПК C25D1/04, C23D16/08, C23D22/05, C23D16/16. Способ изготовления фольги из чистого ферромагнитного металла и устройство для его осуществления (варианты) / Казаков О.В., Вафин Ш.И, Казаков В.В.; патентообладатель Казанский гос. энергетический ун-т. № 2010137367/02; заявл. 07.09.2010 г.; опубл. 20.12.2012. Бюл. № 35. 18 с.
5. Binasch G., Grunberg P., Saurenbach F., Zinn W. Enhanced magnetoresistance in layered magnetic-structures with antiferromagnetic interlayer exchange // Physical Review B. 1998. № 39(7). P. 4828-4830.
6. HuangB., Monsma D.J., Appelbaum I. Coherent Spin Transport through a 350-Micron Thick Silicon Wafer // Physical Review Letters. 2007. Vol. 99. P. 177-209.
КАЗАКОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ - соискатель ученой степени кандидата технических наук кафедры электроснабжения промышленных предприятий, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары ([email protected]).
KAZAKOV VLADIMIR VIKTOROVICH - a competitor of scientific degree of Technical Sciences candidate of Electric Power Industry Chair, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
КАЗАКОВ ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ - инженер-программист, Чебоксарский кооперативный институт, Россия, Чебоксары ([email protected]).
KAZAKOV OLEG VLADIMIROVICH - software engineer, Cheboksary Cooperative Institute, Russia, Cheboksary.
НЕМЦЕВ ГЕННАДИИ АЛЕКСАНДРОВИЧ - доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения промышленных предприятий, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары ([email protected]).
NEMzEv GENNADIY ALEKSANDROVICH - doctor of technical sciences, professor of Electric Power Industry Chair, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
