Системный анализ параметров наведенной магнитной анизотропии ферримагнитных материалов для повышения эффективности их промышленного использования

• Автор: Великанов, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Эффекты магнитной памяти ферро и ферримагиитных материалов. Перспективы и проблемы их промышленного применения

1.1 Перспективы и проблемы использования эффектов магнитной памяти в промышленности

1.2 Контроль дефектов петли гистерезиса промышленных ферритов

1.3 Контроль дисперсности сырья и материала готовых изделий при изготовлении промышленных ферритов.
1.4 Перспектив,I улучшения характеристик датчиков Баркгаузена и контроль параметров при их производстве
1.5 Контроль прочности ферритовых изделий и степени износа деталей машин, изготовленных из конструкционных сталей.
1.6 Выводы.

2 Систематизация эффектов НМА ферримагнетиков и методов их исследования.

2.1 Анализ физических причин, приводящих к появлению НМА

2.2 Систематизация эффектов НМА
2.3 Обзор и систематизация методов исследования НМА
2.4 Сравнительный анализ измерительной аппаратуры для измерения параметров наведенной магнитной анизотропии
2.5 Выводы.
3 Разработка критериев для сравнения методов исследования НМА
3.1 Применение метрик качества программного обеспечения к сравнению методов исследования магнитной памяти ферримагиитных материалов.
3.2 Обзор и сравнительный анализ существующих метрик оценки сложности программного обеспечения.
3.3 Описание и сравнение алгоритмов методик исследования НМА
3.4 Выводы
4 Разработка универсального программного комплекса для исследования и анализа эффектов магнитной памяти.
4.1 Общий состав программного комплекса.
4.2 Измерение параметров НМА
4.3 Подавление помех и компенсация ошибок измерения.
4.4 Использование цифровой обработки данных для получения полезной информации о параметрах НМА.
4.5 Требования к программному комплексу для исследования НМА
4.6 Разработка программного комплекса.
4.7 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Перечисленные задачи невозможно решить без понимания физической сущности происходящих процессов в контролируемом материале и различных видов проявления этих процессов в экспериментах. К сожалению, в литературе, посвященной проявлениям магнитной памяти, делается упор на физическую сущность, а не на различие между проявлениями эффектов в экспериментах. Между тем, для практического применения нужно знание не только о физической сущности, но и о сходстве и различиях между эффектами, а также возможном их применении в промышленности. Поскольку в литературе является общепринятым термин «Наведенная магнитная анизотропия» (НМА) для обозначения способности материала хранить информацию о воздействии магнитного поля и сопутствующим ему температуре и давлению, то мы далее также будем пользоваться этим термином. В ферритовой промышленности часто возникает проблема контроля и отбраковки материалов с дефектами петли гистерезиса: перетяжек и асимметрии. Для определения значений означенных выше параметров необходимо измерять так называемые скомпенсированные дифференциальные петли гистерезиса намагниченности (СДПГН) (рисунок 1). СДГТГН - это дифференциальная • петля гистерезиса, в которой почти отсутствует (скомпенсирована) первая гармоника, определяемая в основном обратимой намагниченностью. Эта часть намагниченности не несет полезной информации и лишь перегружает измерительный канал, что показано в работах [1, , , , , , , ,, ]. Способ отсчета параметров перетяжек для перетянутой в районе поля Нт СДПГІ І показан на рисунке 2. С проблемой выявления дефектов петли гистерезиса и определения их численных параметров связана также другая, не менее важная - определение условий (температура нагрева Тх и величина прессующего давления Рх), приведших к появлению перечисленных выше дефектов в партии ферритовых изделий. На настоящий момент не существует методов для определения этих параметров. В то же время определение их величины необходимо для выявления нарушений техпроцесса изготовления ферритовых изделий, которые имели место, с целью их дальнейшего недопущения. Особенно это актуально при перепрофилировании производства с одного вида изделия на другое, что весьма часто встречается в современном производстве. В работах [, ] показано, что информацию о температуре, при которой создавался ферримагнитный материал можно получить исходя из анализа поведения дефектов петли гистерезиса (перетяжек и асимметрии) при повторном нагреве материала. Исследования в этих работах производились на образцах природных минералов, составляющих земную кору, однако позднее было доказано, что это также справедливо и для промышленных ферритов []. Все это можно проиллюстрировать в следующих опытах. Опыт 1. Образец ферримагнитного материала нагревается от комнатной температуры Тк до некоторой температуры Тх, меньшей температуры Кюри содержащегося в них ферримагнетика, и затем охлаждается в поле Ну. В результате этого СДПГН этих образцов могут быть асимметричными или перетянутыми асимметричными. Затем образец снова нагревается, причем в процессе нагрева измеряется его петля гистерезиса. Нагрев может производиться как в постоянном поле, так и без него. Наличие или отсутствие магнитного поля при нагреве не влияет на асимметрию и перетяжки СДПГН и свойство НМЛ фиксировать температуру нагрева. Эксперименты показали, что перетяжки на СДПГН и асимметрия сохраняются при нагреве вплоть до температуры Тх и исчезают при более высоких температурах. Опыт 2. Образец ферримагнитного материала нагревается до температуры Тх в отсутствие магнитного поля. При достижении Тх включается поле Нт, и образец выдерживается в этом поле при Тх от нескольких минут до нескольких часов. Далее магнитное поле отключается, и образец охлаждается без поля (или в магнитном поле Земли). При комнатной температуре перетяжки и асимметрия СДПГН подготовленным таким образом образца могут не наблюдаться или быть очень слабы. В ходе последующего нагрева перетяжки и асимметрия возникают на СДПГН при приближении к температуре Тх, достигают при Тх максимальной величины и далее исчезают (рисунок 3).