Вимушені поперечні коливання магнітом’якої мікрострічки. Побудова частинних розв’язків

Автор(и)

  • Андрій Сіжук Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-8522-7620
  • Жендзі Жао Шанхайський східний нормальний університет, Шанхай, Китай https://orcid.org/0000-0001-5366-4896
  • Ксіаохонг Чен Шанхайський східний нормальний університет, Шанхай, Китай
  • Жуо Сан Шанхайський східний нормальний університет, Шанхай, Китай
  • Гуангдзіонг Донг Шанхайський східний нормальний університет, Шанхай, Китай
  • Олександр Володимирович Прокопенко Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-4378-0866
  • Аліна Третяк Волинський національний університет імені Лесі Українки, Луцьк, Україна https://orcid.org/0000-0002-1776-5339

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023080046

Ключові слова:

звукові коливання, магнітом’який, мікрострічка, FINEMET, магнітне поле

Анотація

У роботі запропоновано математичний опис низькочастотних коливань магнітом’якої прецизійної мікрострічки складу Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 із одним закріпленим кінцем. В заданій області частот 15–80 Гц, для змінного магнітного поля знайдено резонансні частоти індукованих механічних коливань мікрострічок. Отримано коефіцієнт затухання, виміряний для механічних автоколивань відпаленого зразка. Коефіцієнт згасання, виміряний для механічних автоколивань відпаленого зразка за допомогою лазера, виявився значно меншим за відповідну напівширину амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) описаних вище вимушених коливань. Запропонована теоретична модель вимушених та вільних коливань мікрострічки скінченної товщини та ширини. Однією із властивостей побудованих частинних розв’язків є відносно широка резонансна крива, що підтверджується експериментально. Приведені приклади частинних розв’язків підтверджують припущення про форму АЧХ нижче частоти максимуму при заданій частоті збудження та параметрах системи. Залежність механічного параметра, що характеризує момент сил при згинальній деформації, від напруженості прикладеного магнітного поля, визначає механічні властивості м’яких магнітних кристаллінових матеріалів.

Посилання

W. Martienssen, H. Warlimont, Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2005, doi: https://doi.org/10.1007/3-540-30437-1.

J.-M. Le Breton, A. Zorkovská, M. Kasiarová, “Crystallization of Fe 73.5 Cu 1 RE 3 Si 13.5 B 9 ribbons with RE = Pr, Nd, Gd,” J. Phys. Condens. Matter, vol. 16, no. 30, pp. 5555–5568, 2004, doi: https://doi.org/10.1088/0953-8984/16/30/016.

Y. Yoshizawa, S. Oguma, K. Yamauchi, “New Fe-based soft magnetic alloys composed of ultrafine grain structure,” J. Appl. Phys., vol. 64, no. 10, pp. 6044–6046, 1988, doi: https://doi.org/10.1063/1.342149.

Y. Yoshizawa, K. Yamauchi, “Magnetic properties of Fe Cu M Si B (M = Cr, V, Mo, Nb, Ta, W) alloys,” Mater. Sci. Eng. A, vol. 133, pp. 176–179, 1991, doi: https://doi.org/10.1016/0921-5093(91)90043-M.

M. Tejedor et al., “Magnetoimpedance effect in zero magnetostriction nanocrystalline Fe73.5Cu1Nb3Si16.5B6 ribbons,” J. Magn. Magn. Mater., vol. 185, no. 1, pp. 61–65, 1998, doi: https://doi.org/10.1016/S0304-8853(98)00005-5.

A. V. Chumak, V. I. Vasyuchka, A. A. Serga, B. Hillebrands, “Magnon spintronics,” Nat. Phys., vol. 11, no. 6, pp. 453–461, 2015, doi: https://doi.org/10.1038/nphys3347.

D. R. Askeland, The Science and Engineering of Materials. Boston, MA: Springer US, 1996, doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4899-2895-5.

D. G. Rethwisch, W. D. Callister Jr., Materials Science and Engineering: An Introduction, 10th Edition. Wiley, 2018, uri: https://www.wiley.com/en-us/Materials+Science+and+Engineering%3A+An+Introduction%2C+10th+Edition-p-9781119405498.

J. Xie, Y.-F. Liao, D.-N. Wu, W.-J. Xiao, Q. Xie, “The degree‐of‐order dependent electronic structures and magnetic properties of Fe 3 Si alloys,” Phys. Status Solidi, vol. 257, no. 5, 2020, doi: https://doi.org/10.1002/pssb.201900667.

T. Xu, J. Zhang, M. Salehizadeh, O. Onaizah, E. Diller, “Millimeter-scale flexible robots with programmable three-dimensional magnetization and motions,” Sci. Robot., vol. 4, no. 29, 2019, doi: https://doi.org/10.1126/scirobotics.aav4494.

E. E. Niedert et al., “A tumbling magnetic microrobot system for biomedical applications,” Micromachines, vol. 11, no. 9, p. 861, 2020, doi: https://doi.org/10.3390/mi11090861.

X. Yan et al., “Multifunctional biohybrid magnetite microrobots for imaging-guided therapy,” Sci. Robot., vol. 2, no. 12, 2017, doi: https://doi.org/10.1126/scirobotics.aaq1155.

T. M. Wallis, J. Moreland, P. Kabos, “Einstein–de Haas effect in a NiFe film deposited on a microcantilever,” Appl. Phys. Lett., vol. 89, no. 12, 2006, doi: https://doi.org/10.1063/1.2355445.

A. I. Ahiezer, V. G. Barikhtar, S. V. Peletminckii, Spin Waves. Moscow: Nauka, 1967.

Y. Kobljanskyj et al., “FINEMET micro-ribbons: The experimental identification of the object,” in Springer Proceedings in Physics, 2021, pp. 33–54.

S. P. Timoshenko, D. H. Yang, U. Uiver, Kolebaniya v Inzhenernom Dele. Moscow: Mashinostrojenie, 1985.

A. Sizhuk et al., “The vibration of FINEMET microribbon in magnetic field at low sound frequency,” in 2022 IEEE 2nd Ukrainian Microwave Week (UkrMW), 2022, pp. 410–414, doi: https://doi.org/10.1109/UkrMW58013.2022.10037134.

G. Huang, B. Li, “The combined magnetic-vibration stress relief,” Results Phys., vol. 47, p. 106372, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.rinp.2023.106372.

G. Ouyang, X. Chen, Y. Liang, C. Macziewski, J. Cui, “Review of Fe-6.5 wt%Si high silicon steel—A promising soft magnetic material for sub-kHz application,” J. Magn. Magn. Mater., vol. 481, pp. 234–250, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.02.089.

Ц. А. Гавашелі, Г. І. Мамніашвілі, Г. Н. Гведашвілі, Т. О. Гегечкорі, “Дослідження сили піннінгу доменних кордонів у мікропорошках, нанопорошках, та нанодротах кобальту методами ЯМР,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 66, no. 9, pp. 531–541, 2024, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347023080058.

Паралельне розташування мікрострічки Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 відносно площини котушки магніту в експерименті || (площина xOz)

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-09-29 — Оновлено 2023-09-29

Як цитувати

Сіжук, А., Жао, Ж., Чен, К., Сан, Ж., Донг, Г., Прокопенко, О. В., & Третяк, А. (2023). Вимушені поперечні коливання магнітом’якої мікрострічки. Побудова частинних розв’язків. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 66(9), 542–552. https://doi.org/10.20535/S0021347023080046

Номер

Том 66 № 9 (2023): Задачі прикладної електродинаміки

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.