Регистрация / Вход
Прислать материал

Магнитоэлектрические взаимодействия в пленочных структурах ферромагнетик-сегнетоэлектрик и их применение для создания миниатюрных датчиков магнитных полей и автономных источников электрической энергии

Докладчик: Фетисов Юрий Константинович

Должность: Директор научно-образовательного центра "Магнитоэлеткрические материалы и устройства", профессор, доктор физико-математических наук.

Цель проекта:
Проект направлен на создание опережающего научно-технологического задела межотраслевой направленности, который послужит для последующей разработки инновационной продукции; разработку новых и эффективных измерительных средств, которые могут найти применение в различных областях науки, техники, геофизике и медицине; улучшения конкурентных позиций отечественных разработчиков высокотехнологичной продукции для последующего замещения импортных поставок; расширение и повышение уровня международного научно-технического сотрудничества с научными организациями стран СНГ. Целями проекта являются: разработка и изготовление высокочувствительных датчиков магнитных полей и источников электрической энергии нового типа на основе композитных структур, демонстрация возможностей применения магнитоэлектрических датчиков полей в технике, геофизике и медицине. Предполагается выполнение проекта совместно МГТУ МИРЭА (РФ) и Научно-практическим центром по материаловедению (НАН Беларуси).

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения проекта будут получены следующие результаты:
- Проведен анализ характеристик перспективных магнитострикционных и пьезоэлектрических материалов для изготовления композитных структур, анализ и обоснованный выбор конструкций магнитоэлектрических датчиков на их основе.
- Разработаны методы изготовления композитных структур ферромагнетик – пьезоэлектрик.
- Разработаны и изготовлены: стенд для измерения магнитострикционных и пье-зоэлектрических характеристик композитных структур; стенд для измерения темпера-турных характеристик магнитоэлектрических структур и датчиков полей.
- Разработаны новые принципы создания высокочувствительных широкополосных датчиков магнитных полей на основе магнитоэлектрического эффекта в структурах ферромагнетик-пьезоэлектрик.
- Разработаны модели и методики расчета характеристик магнитоэлектрических датчиков магнитных полей.
- Изготовлены макеты датчиков переменных и постоянных магнитных полей.
- Разработаны и изготовлены электронные схемы для регистрации и обработки сигналов магнитоэлектрических датчиков магнитных полей.
- Разработан и изготовлен макет автономного источника электрической энергии, использующего магнитоэлектрический эффект.
- Сформулированы перспективные направления применения МЭ датчиков магнитных полей в различных областях науки и техники, геофизике и медицине.
- Подготовлен проект задания на ОКР по изготовлению высокочувствительных магнитоэлектрических датчиков магнитных полей.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Полученные в ходе выполнения проекта научно-технические результаты позволят создать новый класс высокочувствительных датчиков магнитных полей, которые найдут применение при модернизации существующих и создании новых высокоэффективных систем, используемых в науке и технике, геофизике и медицине.
Использование высокочувствительных датчиков магнитных полей позволит создать эффективные бесконтактные системы обнаружения и идентификации магнитных объектов (в том числе автомобилей, подводных аппаратов и т.д.), компактные досмотровые системы нового поколения, системы охраны периметра высокотехнологичных предприятий промышленности и объектов специального на-значения.
Датчики магнитных полей найдут применение в устройствах бесконтактной регистрации различных физических величин (перемещение, скорость вращения, давление, температура и т.д.), которые широко распространены в различных системах сбора информации и управления на производственных предприятиях практически во всех отраслях промышленности. Высокая чувствительность магнитоэлектрических датчиков полей позволит применить их в геофизике для регистрации слабых изменений поля Земли и в геологоразведке для поиска полезных ископаемых, а также для измерений низкочастотных магнитных полей живых объектов в биологии и медицине.
На основе магнитоэлектрических датчиков может быть реализован «электронный компас», являющийся ключевым элементов приборов геомагнитной ориентации большинства транспортных и космических систем. Кроме того, в современных транспортных системах (автомобили, авиа- и судостроение) применяются десятки различных бесконтактных магнитных датчиков (для измерения скорости вращения двигателей и колес, в системах зажигания и т.д.), что, с учетом повышенной термостойкости магнитоэлектрических датчиков, открывает широкие области для их применений.
Полученные новые знания в области магнитоэлектрических взаимодействий в композитных структурах будут использованы для разработки инновационных устройств и систем микро- и наноэлектроники, в том числе: электрически управляемых устройств обработки сверхвысокочастотных сигналов, элементов памяти нового типа, переключаемых электрическим полем, автономных источников электрической энергии малой мощности с неограниченным сроком службы, преобразующих акустические колебания и слабые магнитные поля в электрическое напряжение.

Текущие результаты проекта:
В данный момент (18 ноября 2014 года) соглашение с Минобрнауки о выделении субсидии МГТУ МИРЭА для проведения работ по проекту пока не подписано. Поэтому работы по проекту не начаты и текущие результаты проекта описать не представляется возможным.