Магниточувствительные Композиты - Предлагается новый тип материала, микроволновая проницаемость которого изменяется под воздействием внешнего постоянного магнитного поля на всю поверхность образца. Композит состоит из коротких кусочков ферромагнитных проводов, внедренных в диэлектрическую матрицу. Большая зависимость проницаемости от поля замечена в районе антенного резонанса, где дисперсионное поведение приводит к трансформации из резонансного спектра к релаксации под влиянием приложенного поля. Проницаемость зависит от сверхчувствительности поверхностного импеданса ферромагнитных проволок к магнитному полю, известной как магнито-импедансный (MI) эффект.
Эффективная проницаемость проанализирована в пределах аппроксимации одиночного отрезка провода, считая такой отрезок независимым рассеивателем и решая, таким образом, проблему рассеивания с условием границы импеданса. Предполагается, что магнитное поле прилагается параллельно отрезкам.
Многочисленные исследования были посвящены электродинамике металло-диэлектрических композитов, в частности, роли микроструктур в определении эффективной диэлектрической проницаемости и проводимости. Малые отрезки ферромагнитного микропровода предложены как проводящие включения. Они взаимодействуют с электромагнитным излучением как микро-антенны.
Длина L провода и диэлектрическая проницаемость матрицы E определяют диапазон частоты с характерным антенным резонансом. При определённых условиях, микроволновая проницаемость матрицы проволок, и, следовательно, её поверхностный импеданс, очень чувствительны к внешнему приложенному полю (Hex).
В районе антенного резонанса колебания поверхностного резонанса очень сильно изменяются как результат распределения тока в проводе, и вследствии этого, и дипольный момент провода как элементарного рассеивателя. Большое изменение на высоких частотах поверхностного импеданса ферромагнитных материалах под воздействием постоянного магнитного поля известно как магнито-импедансный эффект (MI).
До сегодняшнего дня MI эффект использовался в сверхчувствительных сенсорах, тем не менее использование этого эффекта может быть намного шире. Обычно MI сенсоры проектируются для мегагерцовых частот, что диктуется электроникой. С другой стороны, чувствительность к полю поверхностного импеданса в проводах с циркулярной намагниченностью остаётся очень высокой даже в гигагерцовом диапазоне. Таким образом, MI эффект может быть полезным для микроволновых композитов с перестраиваемыми свойствами и перестраиваемых структур с закрываемыми зонами. Композитные материалы, имеющие в своём составе проводящие включения - ограниченные по длине провода или множество бесконечно длинных проводов - представляют большой интерес с тех пор как их диэлектрический отклик может представлять различные дисперсионные характеристики. Вследствие этого, номинальное значение эффективной проницаемости очень велико даже для малых концентраций.
Проволочные включения ведут себя как электрические диполи-рассеиватели. В этом случае дисперсия эффективной проницаемости может быть в диапазоне от релаксации до резонанса, зависящая от проводимости включений и их размера. Резонансный диапазон Eeff находится возле антенного резонанса для одного проволочного включения. Действительная часть Eeff становится отрицательной за резонансом, что очень важно для новых тенденций создания материалов с отрицательным индексом отражения. Эти характеристики поведения эффективной проницаемости были экспериментально подтверждены на композитах, наполненных угле-волокнами с малой проводимостью (диапазон релаксации) и хорошо проводящими волокнами с алюминиевым покрытием (резонансный диапазон)....
СТРЕСС КОМПОЗИТЫ
Необыкновенно сильная зависимость магнитного импеданса (MI) от приложенной механической нагрузки была замечена в микроволновом частотном диапазоне у некоторых типов микропроводов в стеклянной оболочке, которые были подвергнуты специальной термической обработке. MI изменяется до 100% на частотах 0,5-1,5 ГГц и с приложенным к проводу стрессом в 600 MPа. Было доказано что большое изменение MI на такой большой частоте преимущественно связано с постоянным направлением намагничиности. В результате такие провода, включенные в диэлектрическую матрицу, представляют собой новую чувствительную среду, которая характеризуется стресс-чувствительной эффективной проницаемостью. Такая среда может быть использована для микроволнового сканирования распределения напряжений внутри структуры композита или на его поверхности…
MFTI © 2019 .
Все права защищены.