EN

Научно-образовательный центр функциональных магнитных материалов

Карпасюк Владимир Корнильевич (Karpasyuk V.K.)

Карпасюк Владимир Корнильевич (Karpasyuk V.K.)

Доктор физико-математических наук, профессор, Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации — директор-научный руководитель

 

Положение о центре

Научно-образовательный центр функциональных магнитных материалов (Scientific and educational Centre for Functional Magnetic Materials), далее НОЦ ФММ, созданный в 2010 году, является структурным подразделением АГУ и входит в состав Физико-математического института.

Миссия НОЦ ФММ

Разработка, исследование и применение функциональных магнитных материалов, технологии их синтеза и соответствующего оборудования по направлению «Переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования и т.д.»; обеспечение условий для подготовки научных кадров высшей квалификации и специалистов в области перспективных магнитных материалов.

Основные задачи НОЦ ФММ:

— организация и проведение исследований и разработок перспективных магнитных материалов, в том числе манганитов, мультиферроиков, ферритов;

— создание новых классов функциональных магнитных материалов, технологических процессов их синтеза, определение структурных, электромагнитных и механических характеристик;

— установление природы и свойств дефектов и неоднородностей различного масштаба в конденсированных средах;

— определение магнитной микроструктуры, электронно-ионного разупорядочения оксидных магнитных материалов;

— освоение и создание новых методов конструирования функциональных магнитных материалов, в том числе с использованием принципов самоорганизации;

— разработка методов моделирования и прогнозирования параметров материалов на основе установления связей «состав-структура-свойства-функции-потребительские качества»;

— создание новых методик исследований, узлов и блоков технологического оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры;

— изучение процессов старения магнитных материалов;

— предоставление экспериментально-технологической базы для проведения исследований докторантов и аспирантов, магистрантов и студентов по профильным специальностям и направлениям.

Структура НОЦ ФММ

Для обеспечения выполнения миссии и решения задач центра в состав НОЦ ФММ входят:

Научная совместная лаборатория конструирования и физико-химических исследований оксидных магнитных материалов АГУ — ИМЕТ УрО РАН (Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук);

Научная совместная лаборатория физики конденсированного состояния и новых методов исследований в материаловедении АГУ — ИФТТ РАН (Институт физики твёрдого тела Российской академии наук).

На базе НОЦ ФММ функционирует аспирантура по специальности 01.04.07 «Физика конденсированного состояния».

Сформированная структура обеспечивает взаимосвязь фундаментальных исследований, прикладных разработок и подготовки кадров.

Основные результаты

Синтезировано более 150 партий манганитов различных составов, относящихся к 15 системам по типу ионов, замещающих марганец и стронций, исследованы их структурные характеристики, магнитные и электрические свойства. Изучено управление параметрами манганитов с помощью отжига в различных атмосферах с целью получения привлекательных технических характеристик, таких как колоссальное магнитосопротивление, гигантская магнитострикция, эффекты электрического переключения.

Исследовано применение технологии горячего прессования для синтеза керамических манганитов с повышенной плотностью и субмикронными размерами зерен. Разработана «Маршрутно-технологическая карта производства керамических манганитов для технических применений» с использованием горячего прессования.

Установлены закономерности влияния замещающих марганец катионов (в том числе их различных комбинаций) на положение границ концентрационных фазовых переходов «орторомбическая-ромбоэдрическая фазы», «полупроводник-металл» в манганитах.

Сконструированы системы замещенных манганитов с повышенными электромагнитными параметрами.

Получены магнитострикционные материалы на основе феррита никеля и манганита лантана-стронция с добавками, обладающие высокой величиной эффекта магнитострикции в магнитных полях малой напряженности в широком диапазоне рабочих температур, достигнуты рекордно высокие значения константы магнитострикции. Запатентованы шихта для получения магнитострикционных ферритов и манганит с гигантским значением константы магнитострикции, стабильным в диапазоне температур.

Разработан керамический материал на основе сложнозамещенного манганита лантана-стронция с колоссальным магнитосопротивлением, слабо изменяющимся в широком диапазоне температур, охватывающем комнатные температуры, получен патент на изобретение.

Изучены процессы формирования в манганитах различных систем микроструктуры и микронеоднородностей, связанных с неравномерным распределением разновалентных ионов, катионных и анионных вакансий в зависимости от содержания кислорода.

Сопоставлены свойства контактов «металл-манганит» с различными металлами (Cu, Ni, Ag, Au) в широком диапазоне температур. Установлено влияние контактов на магнитосопротивление и вольтамперные характеристики (ВАХ), отмечена роль энтальпии образования оксидов, работы выхода электронов и коэффициентов теплового расширения. Получены данные о формировании S-образных и N-образных ВАХ.

Создан матричный цифровой датчик напряженности магнитного поля на основе полученных манганитов с эффектом колоссального магнитосопротивления, разработаны алгоритмы калибровки и обработки информационных сигналов датчиков в рабочем режиме. Рассмотрены перспективы развития «интеллектуальных» матричных систем для анализа неоднородных магнитных полей.

Изучены процессы «старения» манганитов разных составов при хранении в течение около 36 тыс. часов (более 4-х лет), а также в результате термоциклирования. Рассмотрены механизмы старения манганитов.

 

Научные партнеры:

— Физико-технический институт Казанского научного центра РАН им. Е. К. Завойского;
— Институт металлургии и материаловедения РАН им. А. А. Байкова;
— Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН;
— Волгоградский государственный университет.

Контактная информация

Адрес: ул. Татищева, 20а, учебный корпус № 1 (пристрой, корпус ТП), каб. № 225
Телефон: 8 (8512) 24-64-96.
E-mail: cfmm@inbox.ru

График работы

понедельник—пятница: 9.00–17.30
обед: 12.30–13.00


Последнее редактирование: 12-10-2018, Кулик Ольга Сергеевна