Влияние числа магнитострикционных волокон на магнитоэлектрический эффект в структуре ЦТС-19 / АМАГ-225

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.

1. Иванов С. Н., Семенов Г. А. Технология магнитопьезофибера // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. Севастополь, 2020. 1-1. 314.

2. 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.

3. 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.201100773

4. 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.

5. 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.

6. 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/s21186232

7. 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/S2635167622030223

8. Bichurin M., Petrov R., Leontiev V., Semenov G., Sokolov O. Magnetoelectric Current Sensors // Sensors. 2017. 17 (6). 1271. DOI: 10.3390/s17061271

9. 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.2021.110527

10. Dong S. Review on piezoelectric, ultrasonic, and magnetoelectric actuators // Journal of Advanced Dielectrics. 2012. 2(01). 1230001. DOI: 10.1142/S2010135X12300010

11. 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-x

12. 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.2021.113066

13. Narita 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