Версия для слабовидящих
Новый класс магнитов может положить начало революции в электронике Печать Email
Новости науки
27.05.2015

Магниты – сердце большинства современных технологий, а их свойства эксплуатируются мириадами способов в широком спектре устройств, от простейших реле до невероятно сложных ускорителей частиц. Новый класс магнитов был обнаружен учёными университета Мэриленда и университета Темпл. Это открытие может привести к созданию расширяющихся магнитов, которые смогут заменить магниты из дорогостоящих редкоземельных сплавов, а также к созданию целого ряда новых устройств.

Поясним. 175 лет назад английский физик Джеймс Прескотт Джоуль, в честь которого получила название соответствующая единица измерения, обнаружил явление магнитострикции. Оно заключается том, что при изменении состояния намагниченности тела из железосодержащих материалов его объём и линейные размеры изменяются (то есть магнитные свойства и форма объекта связаны). Учёные выяснили, что большая часть известных магнитных материалов именно так себя и ведут.

Работа со сплавами железа (в том числе железо-галлий), железо-германий и железо-алюминий, однако, привела к наблюдению некоторых никогда ранее не встречавшихся свойств: изменению объёма непосредственно в процессе намагничивания. Из-за принципиального несоответствия явлению, описанному Джоулем, новые магниты получили название "не джоулевы магниты".

"Наши результаты в корне изменили представление об определённом типе магнитизма, известном с 1841 года, – рассказывает профессор университета Темпл Харш Дип Чопра (Harsh Deep Chopra). – Мы открыли новый класс магнитов, названный "не джоулевыми магнитами", которые продемонстрировали большие изменения объёма в магнитных полях. Кроме того, эти магниты обладают также весьма примечательной способностью получать и преобразовывать энергию с минимальными потерями тепла".

Чтобы создать эти новые магнитные материалы Чопра вместе со своим коллегой, профессором материаловедения и инженерии Манфредом Вуттигом (Manfred Wuttig) нагревали определённые сплавы на основе железа в печи при температуре около 760 градусов по Цельсию в течение 30 минут, а затем быстро охлаждали их до комнатной температуры. Именно после охлаждения новые материалы и продемонстрировали не джоулево поведение.

Команда изучила вновь сформированные материалы под микроскопом и была поражена, обнаружив крошечные клеткоподобные структуры, которые и оказались ответственными за странную магнитострикцию.

"Реакция этих магнитов принципиально отличается от всего, что было описано Джоулем, – говорит профессор Вуттиг. – Он, должно быть, полагал, что все магнитные материалы реагируют однообразно. Однако знание об этой уникальной структуре позволит исследователям разработать новые материалы с аналогичными привлекательными свойствами".
Хотя это исследование находится лишь на начальном этапе, учёные уже заявляют о большом потенциале для производства многополюсных магнитов, созданных из простых и распространённых сплавов, которые позволят заменить дорогостоящие магниты из редкоземельных сплавов.

Исследователи утверждают, что энергетические характеристики этих новых магнитов открывают возможности для создания более эффективных и портативных датчиков и двигательных установок с постоянной небольшой тепловой подписью.

Вообще, возможные области применения необычных магнитов варьируются от эффективных устройств, собирающих энергию, и компактных микроприводов для автомобильной, космической и робототехники до приводов с исключительно низкими тепловыми подписями (которые сложно засечь), идеально подходящих для оборонной промышленности.

Научная статья Вуттига и коллег была опубликована в журнале Nature.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2609950

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта