ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АМОРФНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МИКРОПРОВОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВСТРОЕННЫХ СЕНСОРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ

САЛЕМ М. М.; НЕМАТОВ М. Г.; УДДИН А.; ПОДГОРНАЯ С. В.; ПАНИНА Л. В.; МОРЧЕНКО А. Т.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АМОРФНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МИКРОПРОВОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВСТРОЕННЫХ СЕНСОРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ

САЛЕМ М. М., НЕМАТОВ М. Г., УДДИН А. , ПОДГОРНАЯ С. В., ПАНИНА Л. В., МОРЧЕНКО А. Т.

2016

В настоящее время предпринимаются значительные усилия для развития неразрушающих методов контроля механических напряжений, возникающих при деформации различных объектов. В данной работе описан новый способ мониторинга внутренних напряжений в композитных материалах. Его можно отнести к встроенной сенсорной технологии, чувствительным элементом которой является ферромагнитный микропровод в стеклянной оболочке, обладающий определенным видом магнитной анизотропиии. Микропровод диаметром 10–100 мкм не влияет на структурную целостность композита. В процессе перемагничивания микропровода возникает резкий скачок напряжения, который характеризуется высокочастотными гармониками в спектре сигнала. Их амплитуда весьма чувствительна к механическим напряжениям в материале. Результаты экспериментов проанализированы в рамках простых магнитостатических моделей.

САЛЕМ М. М., НЕМАТОВ М. Г., УДДИН А. , ПОДГОРНАЯ С. В., ПАНИНА Л. В., МОРЧЕНКО А. Т. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АМОРФНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МИКРОПРОВОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВСТРОЕННЫХ СЕНСОРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2016;(3):98-104.

Цитирование

Список литературы

1. Chiriac, H. Amorphous Glass-Covered Magnetic Wires: Preparation, Properties / H. Chiriac, T.-A. Ovari // Applications Progr. Mater. Sci. – 1996. – Vol. 40. – P. 333–407.

2. Zhukov A. Magnetic properties and applications of ferromagnetic Мicrowires with amorphous and nanocrystalline structure / A. Zhukov, V. Zhukova. – Nova Science Publishers, New York. – 2009.

3. On the state-of-the-art in magnetic Мicrowires and expected trends for scientific and technological studies / M. Vazquez [et al.] // Phys. Status Solidi A. – 2011. – Vol. 208. – P. 493–501.

4. Panina, L. Magneto-impedance effect in amorphous wires / L. Panina, K. Mohri // Appl. Phys. Lett. – 1994. – Vol. 65. – P. 1189–1191.

5. Knobel, M. Giant magnetoimpedance: concepts and recent progress / M. Knobel, K. R. Pirota // J. Magn. Magn. Mater. – 2002. – Vol. 242/245. – P. 33–40.

6. Tannous, C. Giant magneto-impedance and its applications / C. Tannous, J. Gieraltowski // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. – 2004. – Vol. 15. – No 3. – P. 125–133.

7. Panina, L. V. Stress effect on magneto-impedance in amorphous wires at GHz frequencies and application to stresstuneable Мicrowave composite materials / L. V. Panina, S. I. Sandacci, D. P. Makhnovskiy // J. Appl. Phys. – 2005. – Vol. 97. – P. 013701–6.

8. Amorphous wire and CMOS IC-based sensitive Мicromagnetic sensors utilizing magnetoimpedance and stress-impedance (SI) effects / K. Mohri [et al.] // IEEE Trans. Magn. – 2002. – Vol. 38. –No. 5. – P. 3063–3068.

9. Super МI Sensor: Recent Advances of Amorphous Wire and CMOS-IC Magneto-Impedance Sensor / K. Mohri [et al.] // J. Nanoscience and Nanotechnology. – 2012. – Vol.12. – P. 7491– 7495.

10. Fernando, G. F. Fibre optic sensor systems for monitoring composite structures / G. F. Fernando // Reinf. Plast. – 2005. – Vol. 49. – P. 41–49.

11. Peters, K. Polymer optical fiber sensors – a review / K. Peters // Smart Mater. Struct. – 2011. –Vol. 20. – P. 013002–18.

12. Torrents, J. M. Impedance spectra of fiber-reinforced cement-based composites. A modeling approach / J. M. Torrents, T. O. Mason, E. J. Garboczi // Cem. Concr. Research. – 2000. – Vol. 30. – P. 585–592.

13. Intrinsic conductivity of short conductive fibers in composites by impedance spectroscopy / A. D. Hixson [et al.] // J. Electroceramics. – 2001. – Vol. 7. – P. 189–195.

14. Electrical impedance spectra to monitor damage during tensile loading of cement composites / A. Peled [et al.] // ACI Maters. Journal. – 2001. – Vol. 98. – P. 313–322.

15. Analysis of the impedance spectra of short conductive fiber reinforced composites / J. M. Torrents [et al.] // J. Mater. Sci. – 2001. – Vol. 36. – P. 4003–12.

16. . Hou, T. C Electrical impedance tomographic methods for sensing strain fields and crack damage in cementitious structures / T. C. Hou, J. P. Lynch // J. Intel. Mater. Syst. Struct. – 2009. – Vol. 20. – P. 1363–1379.

17. Magnetostrictive properties of epoxy resins modified with Terfenol-D particles for detection of internal stress in CFRP. Part 1: materials and process / M. Kubicka [et al.] // J. Mater. Sci. – 2012. –Vol. 47. – P. 5752–5759.

18. Magnetostrictive properties of epoxy resins modified with Terfenol-D particles for detection of internal stress in CFRP. Part 2: evaluation of stress detection / M. Kubicka [et al.] // J. Mater. Sci. – 2013. – Vol. 48. – P. 6578–6584.

19. Field-dependent surface impedance tensor in amorphous wires with two types of magnetic anisotropy: helical and circumferential / D. P. Makhnovskiy [et al.] // Phys Rev B. – 2001. – Vol. 63. –P. 144424–144441.

20. Magnetostriction of Co–Fe-Based Amorphous Soft Magnetic Мicrowires / A. Zhukov [et al.] // Journal of Electronic Materials. –2015. – Vol. 44. – P. 1–9.

21. Valve-like behaviour of the magnetoimpedance in the GHz range / S. Sandacci [et al.] // J. Magn. Magn. Mat. – 2004. – Vol. 272. – P. 1855–1857.

22. Stress effect on magneto-impedance (МI) in amorphous wires at GHz frequencies and application to stress-tuneable Мicrowave composite materials / L. V. Panina, [et al.] // J. Appl. Phys. – 2005. – Vol. 97. – P. 013701–013703.

Источник

Информация

Автор

САЛЕМ М. М. Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
НЕМАТОВ М. Г. Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
УДДИН А. Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
ПОДГОРНАЯ С. В. Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
ПАНИНА Л. В. Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»; Институт проблем проектирования в микроэлектронике РАН
МОРЧЕНКО А. Т. Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Страницы

98-104

Год издания

2016

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук