«Умные» материалы на сегодняшний день находят все большее применение в самых различных областях энергетики, медицины, биологии и др. Физики БФУ им. И. Канта доказали возможность управления магнитными свойствами «умных» композитов через электрическое поле. Это важно для изучения магнитокалорического эффекта, благодаря которому температуру материалов можно менять бесконтактно, при приложении к ним внешнего магнитного поля. Для этого ученые смоделировали, изготовили и исследовали двухслойный композит из сплава железо-родий (Fe-Rh) и пьезоэлектрика.
Сам сплав Fe-Rh обладает уникальными свойствами. Он имеет рекордные значения магнитокалорического эффекта и резкий магнитный фазовый переход в области комнатных температур. Магнитокалорические материалы сегодня рассматривает в качестве перспективных объектов для альтернативных систем магнитного охлаждения.
Результаты расчетов и серии экспериментов исследователей показали, что магнитными и магнитокалорическими свойствами Fe-Rh можно управлять через механическое напряжение индуцируемое пьезоэлектрическим слоем при приложении электрического напряжения.
Карим Амиров, заведующий лабораторией «Композитные материалы» НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения»:
«В целом, подход основанный на управлении магнитными свойствами через электрическое поле известен давно и имеет ясную перспективу практического применения. Основной целью нашего эксперимента являлось изучение возможности управления магнитными свойствами композитов на основе магнитокалорических материалов через механическое напряжение, индуцируемое подложкой за счет пьезоэлектрического эффекта. То есть другими словами, мы управляем магнитными свойствами материала через электрическое напряжение – внешним воздействием другой природы. Отдельный интерес представляло изучение природы деформаций возникаемых в композите при одновременном приложении магнитного и электрического полей. Полученные нами результаты могут быть использованы для дизайна новых композитов на основе магнитокалорических материалов для приложений энергетики и стрейнтроники».
Результаты опубликованы в авторитетном научном журнале Journal of Physics D Applied Physics. Над исследованием трудилась команда ученых из Балтийского федерального университета, Дармштадского технического университета, Института физики им Х.И. Амирханова ДФИЦ РАН и Института физики металлов УрО РАН.
#Физика #наноматериалы #магниты
