Sebuah kelompok riset dari NUST "MISiS" dan Institut Gabungan untuk Penelitian Nuklir selama penelitian paduan sistem "besi-galium" menemukan
pola baru yang memungkinkan Anda untuk mengontrol struktur bahan-bahan ini dan, sebagai hasilnya, lebih efektif mengelola sifat-sifatnya. Dari sudut pandang praktis, ini memperluas kemungkinan penerapan lebih lanjut dalam sensor tekanan dan sonar presisi tinggi.
Saat ini, sejumlah besar sensor yang berbeda (misalnya, sensor tekanan dan getaran, serta sonar) beroperasi pada apa yang disebut efek magnetoelastik - perubahan magnetisasi produk logam di bawah pengaruh kekuatan mekanik yang diterapkan di wilayah elastis pemuatan. Misalnya, ketika Anda ingin melacak lokasi kapal selam, sinyal ultrasonik dikirim melalui kolom air dan, tercermin dari permukaan kapal, kembali ke bentuk yang sedikit dimodifikasi. Sensor mendeteksi perubahan ini, sehingga dimungkinkan untuk menentukan lokasi kapal.
Dalam kondisi laboratorium, untuk mengevaluasi karakteristik fungsional bahan untuk sensor, efek berlawanan dengan magnetoelastik - magnetostriktif (pengukuran ukuran sampel di bawah pengaruh medan magnet yang diterapkan) diukur. Semakin banyak magnet yang dimiliki material, semakin banyak peluang yang diterima produk darinya. Di antara "juara" adalah paduan besi dengan gallium (Fe-Ga atau gallophenol). Di dalamnya, perubahan ukuran sampel mencapai 0,04%, sedangkan pada besi murni angka ini sekitar 0,0015%.
Baru-baru ini, kelompok-kelompok ilmiah dari AS menunjukkan bahwa sifat fungsional terbaik ditunjukkan oleh paduan dengan struktur non-kalibrasi dan heterogen, di mana beberapa fase dengan parameter kisi yang sangat dekat “berdampingan” sekaligus. Ini membuka prospek baru untuk aplikasi mereka di bidang sensor presisi tinggi, tetapi pertanyaannya tetap: bagaimana membuat dan menstabilkan struktur nanoheterogen nonequilibrium ini sehingga tetap pada suhu biasa?
Sebuah tim ilmuwan dari Departemen Metalurgi Logam Non-ferrous NUST "MISiS" bersama dengan spesialis dari Institut Gabungan untuk Riset Nuklir (Dubna) mengungkapkan
sejumlah hubungan antara suhu pemrosesan gallophenol dan struktur kristal mereka. Studi-studi ini membentuk gambaran yang lebih lengkap tentang proses yang terjadi di dalam kristal, yang memungkinkan Anda untuk memilih kondisi pemrosesan yang diperlukan untuk sampel untuk menstabilkan struktur nonequilibrium yang diinginkan. Para ilmuwan mempresentasikan hasil karya dalam bentuk serangkaian diagram fase ekuilibrium dan fase non-kalibrasi, skema transformasi struktural kisi kristal. Selain itu, para ilmuwan telah membuktikan bahwa paduan paduan Fe-Ga dengan dosis mikroskopis unsur-unsur tanah jarang tidak hanya dapat meningkatkan hambatan magnetnya, tetapi juga menstabilkan fase metastabil pada suhu kamar.
" Valeria Palacheva dan Abdelkarim Mohamed , mahasiswa pascasarjana NUST" MISiS ", memulai penelitian tentang transformasi struktural di galfenol beberapa tahun lalu,
- komentar manajer proyek Profesor
Igor Golovin .
- Tahap penting dalam penelitian ini adalah kolaborasi dengan kelompok fisikawan eksperimental Profesor Anatoly Balagurov dari Institut Gabungan untuk Penelitian Nuklir. Tujuan dari proyek gabungan (RNF) adalah untuk secara sistematis mempelajari struktur dan sifat-sifat paduan berbasis besi dalam keadaan non-kalibrasi, termasuk studi reaktor neutron bersama dengan ilmu logam fisik - pemindaian elektron dan mikroskop elektron transmisi, x-ray, magnetometry, gesekan internal, dan lainnya. "
Berkat pendekatan sistematis untuk mempelajari struktur gallophenol, para ilmuwan dapat menetapkan dalam kondisi apa perlakuan panas paduan menunjukkan sifat fungsional terbaik mereka.
Studi ini dilakukan di bawah hibah dari Yayasan Sains Rusia. Selanjutnya, tim berencana untuk memperluas bidang penelitian, menggunakan paduan dengan logam tanah jarang lebih luas dan menggunakan senyawa logam lain dengan besi.