Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Тема: 2.1: «Функциональные материалы с магнитной памятью формы и гигантским магнитокалорическим эффектом».

                                    

Основные результаты, полученные по данному направлению в 2012-2017 годах:

 

                 1. На основе оригинального метода созданы рекордные по миниатюрности магнитоуправляемые микроактюаторы из композитов Ni2MnGa/Pt с ЭПФ. Проведены испытания микроактюатора в поле Биттеровского магнита до 8 Тл и продемонстрированы магнитоуправляемые деформациидо 1,5% при постоянной температуре. 

Управление магнитным актюатором в магнитном поле при постоянной температуре T = 63 C.Управление магнитным актюатором в магнитном поле при постоянной температуре T = 63 C.

   

   

E. Kalimullina, A. Kamantsev, V. Koledov, V. Shavrov, V. Nizhankovskii, A. Irzhak, F. Albertini, S. Fabbrici, P. Ranzieri and P. Ari-Gur. Magnetic shape memory microactuator. Physica Status Solidi (C), Vol. 11, No. 5–6, pp. 1023–1025 (2014). 

DOI: 10.1002/pssc.201300718

 

 --->МАГНИТНЫЙ ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ<---

 

---->ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ<----

 

 

     

                2. Предложен и запатентован оригинальный метод экспериментального прямого измерения магнитокалорического эффекта в адиабатическом и квази-изотермическом режимах. Проведены экспериментальные исследования магнитокалорического эффекта в перспективных функциональных материалах и продемонстрировано рекордное на сегодняшний день значение гигантского магнитокалорического эффекта в квазиизотермическом режиме для сплава Ni2,18Mn0,82Ga в поле 14 Тл.

МКЭ в квази-изотермическом режиме в Ni-Mn-Ga при разных начальных температурах в магнитном поле Н = 14 Тл.МКЭ в квази-изотермическом режиме в Ni-Mn-Ga при разных начальных температурах в магнитном поле Н = 14 Тл.

МКЭ в образце Ni-Mn-Ga в адиабатическом и квази-изотермическом (на вольфрамовом блоке) режимах, Н = 14 Тл.МКЭ в образце Ni-Mn-Ga в адиабатическом и квази-изотермическом (на вольфрамовом блоке) режимах, Н = 14 Тл.

   

A. P. Kamantsev, V. V. Koledov, A. V. Mashirov, E. T. Dilmieva, V. G. Shavrov, J. Cwik, A. S. Los, V. I. Nizhankovskii, K. Rogacki, I. S. Tereshina, Yu. S. Koshkid’ko, M. V. Lyange, V. V. Khovaylo, and P. Ari-Gur. Magnetocaloric and thermomagnetic properties of Ni2.18Mn0.82Ga Heusler alloy in high magnetic fields up to 140 kOe. Journal of Applied Physics, Vol. 117, Issue 16, 163903 (2015).

 DOI: 10.1063/1.4918914   

---->МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ<----

  

 

                3. Предложен и реализован метод экспериментального измерения коэффициента эффективности процесса (КЭП) магнитного охлаждения магнитокалорического материала. Для металлического гадолиния в поле до 12 Тл показана принципиальная возможность осуществления процесса магнитного охлаждения с КЭП не менее 30. Показано, что приближение параметров процесса к циклу Карно повышает достижимую эффективность.

КЭП охлаждения идеального обратного цикла Карно, реального и фактор идеальности КЭП охлаждения идеального обратного цикла Карно, реального и фактор идеальности

        

 

Э.Т. Дильмиева, А.П. Каманцев, В.В. Коледов, А.В. Маширов, В.Г. Шавров, J. Cwik, И.С. Терешина. Экспериментальное моделирование цикла магнитного охлаждения в сильных магнитных полях. Физика твердого тела, том 58, вып. 1, c. 82–86 (2016).

http://journals.ioffe.ru/ftt/2016/01/p82-86.pdf 

{ E. T. Dilmieva, A. P. Kamantsev, V. V. Koledov, A. V. Mashirov, V. G. Shavrov, J. Cwik, I. S. Tereshina. Experimental Simulation of a Magnetic Refrigeration Cycle in High Magnetic Fields. Physics of the Solid State, Vol. 58, No. 1, pp. 81–85 (2016).

DOI: 10.1134/S1063783416010108 }

 

 ----> ОКР: ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА<----

 

 

                         

                 4. Эффект памяти формы в ферромагнитном сплаве Гейслера Ni54Mn21Ga25 исследован в сильном магнитном поле. Специальная установка с пластинчатым образцом была помещена в поле Биттеровского магнита. Изгибная деформация в зависимости от температуры измерялась при различных магнитных полях до 10 Тл и при различных механических нагрузках до 45 МПа. Сдвиг мартенситного фазового перехода составил 0,55 К/Тл для Ni54Mn21Ga25. Зависимости изгибной деформации от магнитного поля до 14 Т были получены при постоянных температурах, близких к мартенситному фазовому переходу.

--->МАГНИТНЫЙ ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ<---

 

 

            

        Основные результаты работы, проведенной по этому направлению за 2012–2016 годы представлены в 28 рецензируемых статьях и 2-х патентах на изобретение: 

  1. 1.    K.I. Kostromitin, V.D. Buchelnikov, V.V. Sokolovskiy, A.P. Kamantsev, V.V. Koledov, V.G. Shavrov and P. Entel.Theoretical study of magnetic properties and multiple twin boundary motion in Heusler Ni-Mn-Ga shape memory alloys using first principles and Monte Carlo method. Materials Science Forum, Vols. 738-739, pp. 461-467 (2013).

DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.738-739.461

  1. 2.    Э.Т. Калимуллина, А.П. Каманцев, В.В. Коледов. Магнитоуправляемый микроактюатор с эффектом памяти формы. Нелинейный мир, 12, №2, с. 42-44 (2014).. http://www.radiotec.ru/catalog.php?cat=jr11&art=14205 ]
  2. 3.    E. Kalimullina, A. Kamantsev, V. Koledov, V. Shavrov, V. Nizhankovskii, A. Irzhak, F. Albertini, S. Fabbrici, P. Ranzieri and P. Ari-Gur. Magnetic shape memory microactuator. Physica Status Solidi (C), Vol. 11, No. 5–6, pp. 1023–1025 (2014).

DOI: 10.1002/pssc.201300718

  1. 4.    Дильмиева Э.Т., Каманцев А.П., Маширов А.В., Коледов В.В. In-situ исследование мартенситного перехода в сплаве Гейслера Ni2.16Mn0.84Ga в сильных магнитных полях. Нелинейный мир, т. 14, № 1, сс. 23-25 (2016).

. http://www.radiotec.ru/catalog.php?cat=jr11&art=17539

  1. 5.    A. Kamantsev, V. Koledov, E. Dilmieva, A. Mashirov, V. Shavrov, J. Cwik, I. Tereshina, V. Khovaylo, M. Lyange, L. Gonzalez-Legarreta, B. Hernando and P. Ari-Gur. Thermomagnetic and magnetocaloric properties of metamagnetic Ni-Mn-In-Co Heusler alloy in magnetic fields up to 140 kOe. EPJ Web of Conferences, Vol. 75, 04008 (2014).

DOI:10.1051/epjconf/20147504008

  1. 6.    A. П. Каманцев, В. В. Коледов, А. В. Маширов, Э. Т. Дильмиева, В. Г. Шавров, Я. Цвик, И. С. Терешина. Прямое измерение магнитокалорического эффекта метамагнитного сплава Гейслера Ni43Mn37.9In12.1Co7. Известия РАН, серия физическая, том 78, № 9, с. 1180–1182 (2014). (impact –factor 0.34 Scopus). { A. P. Kamantsev,V. V. Koledov, A. V. Mashirov, E. T. Dilmieva, V. G. Shavrov, J. Cwik, and I. S. Tereshina. Direct measurement of magnetocaloric effect in metamagnetic Ni43Mn37.9In12.1Co7 Heusler alloy. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics, Vol. 78, No. 9, pp. 936–938 (2014). DOI: 10.3103/S106287381409010X }
  1. 7.    А. В. Маширов, А. П. Каманцев, Е. Т. Дильмиева, Я. Цвик, В. Нижанковский, И. С. Терешина, Б. Эрнандо, Л. Гонзалес, В. Вега, В. В. Коледов, В. Г. Шавров. Исследование мультифункционального сплава Гейслера Ni43Mn37,8In12,2Cо7 с помощью экстракционного магнитного калориметра. Журнал радиоэлектроники, № 12, с.9 (2014).

http://jre.cplire.ru/mac/dec14/11/text.pdf

  1. 8.    A. Kamantsev, V. Koledov, A. Mashirov, E. Dilmieva, V. Shavrov, J. Cwik, I. Tereshina. Fundamental physical restrictions on power of magnetocaloric refrigeration based on gadolinium working body. 6th IIF-IIR International Conference on Magnetic Refrigeration (THERMAG VI), Victoria, Canada, September 4-10, 2014, pp. 89-90. WOS: 000360012900041.
  2. 9.    Э.Т. Дильмиева, А.П. Каманцев, А.В. Маширов, В.В. Коледов. Измерение намагниченности материалов в сильных магнитных полях при адиабатических условиях. Нелинейный мир, 13, №2, с. 9-11 (2015).

http://www.radiotec.ru/catalog.php?cat=jr11&art=16007]

  1. 10.    А.П. Каманцев, Э.Т. Дильмиева, А.В. Маширов, В.В. Коледов. Калориметрические исследования сплава Fe48Rh52 в сильных магнитных полях. Нелинейный мир, 13, №2, с. 18-20 (2015).

 http://www.radiotec.ru/catalog.php?cat=jr11&art=16011

  1. 11.    L. González-Legarreta, M. Ipatov, D. González-Alonso, A.P. Kamantsev, V.V. Koledov, V.G. Shavrov, B. Hernando. Annealing influence on the exchange-bias and magnetostructural properties in the Ni50.0Mn36.5Sn13.5 ribbon-shape alloy. Solid State Phenomena, Vols. 233-234, pp. 179-182 (2015).

DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.233-234.179

  1. 12.    R. Fayzullin, V. Buchelnikov, M. Drobosyuk, A. Mashirov, A. Kamantsev, B. Hernando, M. Zhukov, V. Koledov and V. Shavrov. Direct and inverse magnetocaloric effect in Ni1.81Mn1.64In0.55 multifunctional Heusler alloy. Solid State Phenomena, Vols. 233-234, pp. 183-186 (2015).

 DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.233-234.183

  1. 13.    A. P. Kamantsev, V. V. Koledov, A. V. Mashirov, E. T. Dilmieva, V. G. Shavrov, J. Cwik, I. S. Tereshina. Magnetocaloric effect of gadolinium at adiabatic and quasi-isothermal conditions in high magnetic fields. Solid State Phenomena, Vols. 233-234, pp. 216-219 (2015).

DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.233-234.216

  1. 14.     A. P. Kamantsev, V. V. Koledov, A. V. Mashirov, E. T. Dilmieva, V. G. Shavrov, J. Cwik, A. S. Los, V. I. Nizhankovskii, K. Rogacki, I. S. Tereshina, Yu. S. Koshkid’ko, M. V. Lyange, V. V. Khovaylo, and P. Ari-Gur. Magnetocaloric and thermomagnetic properties of Ni2.18Mn0.82Ga Heusler alloy in high magnetic fields up to 140 kOe. Journal of Applied Physics, Vol. 117, Issue 16, 163903 (2015).

DOI: 10.1063/1.4918914 WoS IF: 2,183.

  1. 15.    A.П. Каманцев, В.В. Коледов, А.В. Маширов, Э.Т. Дильмиева, В.Г. Шавров, Я. Цвик, И.С. Терешина, М.В. Лянге, В.В. Ховайло, Дж. Поркари, М. Топич. Свойства метамагнитного сплава Fe48Rh52 в сильных магнитных полях. Известия РАН. Серия Физическая, том 79, № 9, с. 1230–1232 (2015).  { A. P. Kamantsev, V. V. Koledov, A. V. Mashirov, E. T. Dilmieva, V. G. Shavrov, J. Cwik, I. S. Tereshina, M. V. Lyange, V. V. Khovaylo, J. Porcari, and M. Topic. Properties of metamagnetic alloy Fe48Rh52 in high magnetic fields. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics, Vol. 79, N. 9, pp. 1086-1088 (2015). DOI: 10.3103/S1062873815090105}
  1. 16.     F. Guillou, H. Yibole, A. Kamantsev, G. Porcari, J. Cwik, V. Koledov, N.H. van Dijk and E. Brück. Field dependence of the magnetocaloric effect in MnFe(P,Si) materials. IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 51, Issue 11, 2503904 (2015).

DOI: 10.1109/TMAG.2015.2445975       WoS IF: 1,386.

  1. 17.    A.P. Kamantsev, V.V. Koledov, V.G. Shavrov, I.S. Tereshina. Thermodynamic and relaxation processes near Curie point in gadolinium. Solid State Phenomena, Vol. 215, pp. 113-118 (2014).

 DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.215.113

  1. 18.     И. В. Бычков, В. А. Голунов, Д. С. Каленов, А. П. Каманцев, Д. С. Кучин, В. В. Коледов, Д. А. Кузьмин, В. В. Мериакри, С. В. фон Гратовски, М. П. Пархоменко, А. В. Маширов, В. Г. Шавров. Собственное излучение и коэффициент отражения ЭМВ в диапазоне 8 мм сплавов Ni2,14Mn0,81GaFe0,05 и TiNi в температурном интервале вблизи фазовых переходов 1 и 2 рода. Журнал радиоэлектроники, № 12, с.13 (2014).

 http://jre.cplire.ru/jre/dec14/27/text.pdf 

  1. 19.     I. Bychkov, D. Kuzmin, D. Kalenov, A. Kamantsev, V. Koledov, D. Kuchin, V. Shavrov. Electromagnetic waves generation in Ni2,14Mn0,81GaFe0,05 Heusler alloy at structural phase transition. Acta Physica Polonica A, Vol. 127, No. 2, pp. 588–590 (2015).

DOI: 10.12693/APhysPolA.127.588

  1. 20.  D.A. Kuzmin, I.V. Bychkov, I.Yu. Biryukov, A.P. Kamantsev, V.V. Koledov, V.G. Shavrov. Modeling of  phase transitions kinetics in systems with two interacting order parameters. Materials Science Forum, Vol. 845, pp. 166-169 (2016).

DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.845.166 

  1. 21.  I.V. Bychkov, D.A. Kuzmin, A.P. Kamantsev, V.V. Koledov, V.G. Shavrov. Waves generation by spiral magnets at phase transitions. Materials Science Forum, Vol. 845, pp. 185-188 (2016).

DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.845.185 

  1. 22.    S. Pramanick, S. Chatterjee, S. Giri, S. Majumdar, V.V. Koledov, A. Mashirov, A.M. Aliev, A.B. Batdalov, B. Hernando, W.O. Rosa, L. Gonzalez-Legarreta. Multiple magneto-functional properties of Ni46Mn41In13 shape memory alloy. Journal of Alloys and Compounds, 578, pp. 157–161 (2013).

DOI:10.1016/j.jallcom.2013.04.074

  1. 23.    Kokorin V. V., Koledov  V. V., Shavrov V. G, Konoplyuk S.M., Troyanovsky D. A., Mashirov A. V., Aliev A. M. Phase Hardening in Ferromagnetic Shape-Memory Ni-Mn-In Alloy.  METALLOFIZIKA I NOVEISHIE TEKHNOLOGII  V. 35,  pp. 1295-1304 (2013).
  1. 24.    R. Fayzullin, V. Buchelnikov, A. Mashirov, M. Zhukov. Phase transformations and magnetocaloric effect in Ni-Mn-(Co)-In Heusler alloys. Physics Procedia, V. 75, pp. 1259–1264 (2015).

DOI: 10.1016/j.phpro.2015.12.139

  1. 25.  VV Kokorin, SM Konoplyuk, A Dalinger, S Thürer, G Gerstein, A Mashirov, Yu P Stetskiv, HJ Maier Stress-induced transformation in a Ni-Mn-In alloy and the concomitant change of resistivity. MATEC Web of Conferences. – EDP Sciences, V. 33, p. 05007 (2015).

DOI: 10.1051/matecconf/20153305007

  1. 26.    И.И. Мусабиров, Х.Я.Мулюков, В.В.Коледов, В.Г.Шавров. Термическое расширение сплава Ni2.08Mn0.96Ga0.96. ЖТФ, 81, № 3, 108-111 (2011).
  1. 27.    Х.Я.Мулюков, И.И.Мусабиров, Р.Р.Мулюков, В.В.Коледов, В.Г.Шавров, В.Г.Пушин. Влияние магнитного поля на формирование морфологии и тонкой структуры низкотемпературной мартенситной фазы в ферромагнитном сплаве Ni2,08Mn0,96Ga0,96.  ФММ, 112, № 5, 514-520 (2011). { Musabirov, I.I., Mulyukov, K.Y., Koledov, V.V., Shavrov, V.G. Thermal expansion of Ni2.08Mn0.96Ga0.96 alloy. Technical Physics 56 (3), 423-426 (2011) DOI: 10.1134/S1063784211030145 }
  1. 28.    I.I.Musabirov, I.M.Safarov, R.R.Mulyukov, I.Z.Sharipov, V.V.Koledov. Development of martensitic transformation induced by severe plastic deformation and subsequend heat treatment in polycrystalline Ni52Mn34Ga24 alloy. Letters of materials, 4 (4), 265-268 (2014).

Патенты  РФ

  

  1. Каманцев А.П., Жихарев А.М., Коледов В.В., Морозов Е.В., Фон Гратовски С.В., Антонов Р.А., Шавров В.Г., Шеляков А.В. Патент на изобретение № 2539605 «Актюатор на основе функционального материала». Опубликовано: 20.01.2015. Бюл. № 2. [Заявка № 2013120195/06 от 06.05.2013. Патентообладатель: ФГБУН ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 05.12.2014 г. Срок действия патента истекает 06.05.2033 г.

http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2539605]

 

2. Коледов В.В., Шавров В.Г., Маширов А.В., Цвик Я., Кошкидько Ю.С., Фон Гратовски С.В., Каманцев А.П., Дильмиева Э.Т. Патент на изобретение № 2571184 «Способ и устройства для измерения магнетокалорического эффекта». Опубликовано: 27.02.2016. Бюл. № 06. [Заявка № 2014127189/28 от 03.07.2014. Патентообладатель: ФГБУН ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 23.10.2015 г. Срок действия патента истекает 03.07.2034 г.

http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2571184]