vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2024.3(137).341-350vestnovsu-339Research ArticleРАДИОФИЗИКАRADIOPHYSICSВлияние числа магнитострикционных волокон на магнитоэлектрический эффект в структуре ЦТС-19 / АМАГ-225Influence of the number of magnetostrictive fibers on the magnetoelectric effect in the structure of PZT-19 / AMAG-225https://orcid.org/0009-0009-4492-4137ИвашеваЕ. Е.IvashevaE. E.

Ивашева Елена Евгеньевна – лаборант.

Великий Новгород

Veliky Novgorod

s246709@std.novsu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1313-1715ЛеонтьевВ. С.LeontievV. S.

Леонтьев Виктор Сергеевич – заведующий лабораторией.

Великий Новгород

Veliky Novgorod

Viktor.Leontev@novsu.ruhttps://orcid.org/0009-0005-7850-1694ОсиповаИ. С.OsipovaI. S.

Осипова Ирина Сергеевна – старший преподаватель.

Великий Новгород

Veliky Novgorod

Irina.Osipova@novsu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0650-4712БичуринМ. И.BichurinM. I.

Бичурин Мирза Имамович – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой.

Великий Новгород

Veliky Novgorod

Mirza.Bichurin@novsu.ruНовгородский государственный университет имени Ярослава МудрогоРоссияYaroslav-the-Wise Novgorod State UniversityRussian Federation20241303202503(137)341350Copyright © Ивашева Е.Е., Леонтьев В.С., Осипова И.С., Бичурин М.И., 20252025Ивашева Е.Е., Леонтьев В.С., Осипова И.С., Бичурин М.И.Ivasheva E.E., Leontiev V.S., Osipova I.S., Bichurin M.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnovsu.elpub.ru/jour/article/view/339

В статье представлено экспериментальное исследование магнитоэлектрического эффекта в трех композитных структурах, где в качестве пьезоэлектрической фазы использовалась пластина ЦТС-19, а в качестве магнитострикционной фазы – пластина из аморфного магнитомягкого сплава АМАГ-225, 4 волокна АМАГ-225 и 5 волокон АМАГ-225. Приведены графики зависимости выходного напряжения от частоты и магнитоэлектрического коэффициента от частоты для изготовленных композитов. В структуре с использованием магнитострикционной пластины магнитоэлектрический коэффициент составил 12,99 В/(см⸱Э), с использованием 4 магнитострикционных волокон – 5,41 В/(см⸱Э), с использованием 5 магнитострикционных волокон – 20,36 В/(см⸱Э). Было получено, что с использованием большего числа волокон АМАГ-225 наблюдается увеличение магнитоэлектрического эффекта по сравнению со структурами, где используется 4 волокна или пластина АМАГ-225.

The article presents an experimental study of the magnetoelectric effect in three composite structures, where a CTS-19 plate was used as the piezoelectric phase, and a plate of amorphous soft magnetic alloy AMAG-225, 4 AMAG-225 fibers and 5 AMAG-225 fibers were used as the magnetostrictive phase. The graphs of the dependence of the output voltage on the frequency and the magnetoelectric coefficient on the frequency for the manufactured composites are given. In the structure using a magnetostrictive plate, the magnetoelectric coefficient was 12,99 V/(cm⸱Oe), with the use of 4 magnetostrictive fibers – 5,41 V/(cm⸱Oe), with the use of 5 magnetostrictive fibers – 20,36 V/(cm⸱Oe). It was found that with the use of a larger number of AMAG-225 fibers, an increase in the magnetoelectric effect is observed compared to the structures where 4 fibers or an AMAG-225 plate are used.

магнитофибермагнитоэлектрическая структурамагнитоэлектрический эффектмагнитострикционные волокнапьезоэлектрическая пластинаmagnetofibermagnetoelectric structuremagnetoelectric effectmagnetostrictive fiberspiezoelectric plateИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-15-20044, https://rscf.ru/project/24-15-20044/ReferencesИванов С. Н., Семенов Г. А. Технология магнитопьезофибера // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. Севастополь, 2020. 1-1. 314.Ivanov S. N., Semenov G. A. Tekhnologiya magnitop'yezofibera [Magnetopiezofiber technology] // Microwave and Telecommunication Technology. Sevastopol, 2020. 1-1. 314.Патент 184785 Российская Федерация, МПК H01L 41/083 (2006.01). Магнитопьезофибер: № 2018128132: заявлен 2018.07.31; опубликован 2018.11.08 / Бичурин М. И., Семенов Г. А., Иванов С. Н., Леонтьев В. С.; заявитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого». 5 с.Bichurin M. I., Semenov G. A., Ivanov S. N., Leontyev V. S. Patent RU No. 184785 U1 Russian Federation, MPK H01L (2006.01). Magnetopiezofiber: No. 2018128132: decl. 2018.07.31; publ. 2018.11.08 / applicant: Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Yaroslav-the-Wise Novgorod State University". 5 p.Wang Y., Gray D., Berry D., Viehland D., Gao J., Li J., Li M. An Extremely Low Equivalent Magnetic Noise Magnetoelectric Sensor // Advanced Materials. 2011. 23 (35). 4111-4114. DOI: 10.1002/adma.201100773Wang Y., Gray D., Berry D., Viehland D., Gao J., Li J., Li M. An Extremely Low Equivalent Magnetic Noise Magnetoelectric Sensor // Advanced Materials. 2011. 23 (35). 4111-4114.Джапаридзе М. В., Мусатов В. И., Савельев Д. В., Фетисов Л. Ю. Влияние геометрических характеристик магнитострикционного композита на его магнитострикцию // Оптические технологии, материалы и системы: сборник докладов Российской научно-технической конференции с международным участием (Оптотех – 2020), Москва, 10-11 декабря 2020 г. Москва, 2020. С. 280-284.Dzhaparidze M. V., Musatov V. I., Savelyev D. V., Fetisov L. Yu. Vliyaniye geometricheskikh kharakteristik magnitostriktsionnogo kompozita na yego magnitostriktsiyu [Influence of geometric characteristics of magnetostrictive composite on its magnetostriction] // Optical technologies, materials and systems: collection of reports of the Russian scientific and technical conference with international participation (Optotekh – 2020). Moscow, 2020. P. 280-284.Джапаридзе М. В., Мусатов В. И., Савельев Д. В., Фетисов Л. Ю. Влияние материала матрицы на магнитострикцию волоконных композитов // Сборник докладов Российской научно-технической конференции с международным участием, Москва, 5-12 апреля 2021 г. Москва, 2021. Том 1. С. 54-59.Dzhaparidze M.V., Musatov V.I., Savelyev D. V., Fetisov L. Yu. Vliyanie materiala matricy na magnitostrikciyu volokonnyh kompozitov [Impact of matrix materials on fiber composites magnetostriction] // Collection of reports of the Russian scientific and technical conference with international participation. 2021. Vol. 1. P. 54-59.Bichurin M., Petrov R., Sokolov O., Leontiev V., Kuts V., Kiselev D., Wang Y. Magnetoelectric Magnetic Field Sensors: A Review // Sensors. 2021. 21(18). 6232. DOI: 10.3390/s21186232Bichurin M., Petrov R., Sokolov O., Leontiev V., Kuts V., Kiselev D., Wang Y. Magnetoelectric Magnetic Field Sensors: A Review // Sensors. 2021. 21 (18). 6232.Turutin A. V., Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Kuts V. V., Malinkovich M. D., Parkhomenko Yu. N., Sobolev N. A. Ultra-Sensitive Magnetoelectric Sensors of Magnetic Fields for Biomedical Applications // Nanobiotechnology Reports. 2022. 17. 261-289. DOI: 10.1134/S2635167622030223Turutin A. V., Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Kuts V. V., Malinkovich M. D., Parkhomenko Yu. N., Sobolev N. A. Ultra-Sensitive Magnetoelectric Sensors of Magnetic Fields for Biomedical Applications // Nanobiotechnology Reports. 2022. 17. 261-289.Bichurin M., Petrov R., Leontiev V., Semenov G., Sokolov O. Magnetoelectric Current Sensors // Sensors. 2017. 17 (6). 1271. DOI: 10.3390/s17061271Bichurin M., Petrov R., Leontiev V., Semenov G., Sokolov O. Magnetoelectric Current Sensors // Sensors. 2017. 17 (6). 1271.Lu C., Zhou H., Li L., Yang A., Xu C., Ou Z., Wang J., Wang X., Tian F. Split-core magnetoelectric current sensor and wireless current measurement application // Measurement. 2022. 188 (4). 110527. DOI: 10.1016/j.measurement.2021.110527Lu C., Zhou H., Li L., Yang A., Xu C., Ou Z., Wang J., Wang X., Tian F. Split-core magnetoelectric current sensor and wireless current measurement application // Measurement. 2022. 188. 110527.Dong S. Review on piezoelectric, ultrasonic, and magnetoelectric actuators // Journal of Advanced Dielectrics. 2012. 2(01). 1230001. DOI: 10.1142/S2010135X12300010Dong S. Review on piezoelectric, ultrasonic, and magnetoelectric actuators // Journal of Advanced Dielectrics. 2012. 2 (1). 1230001.Sadeghi M., Hojjat Y., Khodaei M. Design, analysis, and optimization of a magnetoelectric actuator using regression modeling, numerical simulation and metaheuristics algorithm // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2019. 30. 16527-16538. DOI: 10.1007/s10854-019-02029-xSadeghi M., Hojjat Y., Khodaei M. Design, analysis, and optimization of a magnetoelectric actuator using regression modeling, numerical simulation and metaheuristics algorithm // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2019. 30. 16527-16538.Fang K. Y., Jing W. Q., He Y. F., Zhao Y. C., Fang F. A low-frequency vibration energy harvester employing self-biased magnetoelectric composite // Sensors and Actuators A: Physical. 2021. 332 (1). 113066. DOI: 10.1016/j.sna.2021.113066Fang K. Y., Jing W. Q., He Y. F., Zhao Y. C., Fang F. A low-frequency vibration energy harvester employing self-biased magnetoelectric composite // Sensors and Actuators A: Physical. 2021. 332 (1). 113066. DOI: 10.1016/j.sna.2021.113066Narita F., Fox M. A Review on Piezoelectric, Magnetostrictive, and Magnetoelectric Materials and Device Technologies for Energy Harvesting Applications // Advanced Engineering Materials. 2018. 20 (5). 1700743. DOI: 10.1002/adem.201700743Narita F., Fox M. A Review on Piezoelectric, Magnetostrictive, and Magnetoelectric Materials and Device Technologies for Energy Harvesting Applications // Advanced Engineering Materials. 2018. 20 (5). 1700743. DOI: 10.1002/adem.201700743

The authors declare that there are no conflicts of interest present.