Аморфные ферромагнитные микропровода в стеклянной оболочке – тонкие проволоки, покрытые стеклянной оболочкой, которые применяются для создания магнитных меток в системах безопасности и медицине. Физики БФУ им. И. Канта и МИСиС научились управлять их свойствами, настраивая внутренние механические напряжения.

Статья опубликована в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.

Аморфные ферромагнитные микропровода представляют собой ультратонкие металлические проволоки, покрытые стеклом. В последние годы возрастает интерес к исследованию их статических и динамических свойств, поскольку сами материалы просты и дешевы в изготовлении, а их уникальными магнитными свойствами легко управлять как во время изготовления, так и в процессе пробоподготовки. Микропровода в настоящее время широко применяются для создания магнитных меток, различных датчиков: например, «антикража» в магазинах и другие системы безопасности, а также в медицине для локального повышения температуры.

Важная особенность аморфных проводов в том, что они способны намагничиваться. Также для них характерна доменная структура: разные участки материала обладают противоположно направленными магнитными моментами, определяющими магнитные свойства провода. Граница между такими доменами называется магнитной стенкой. Под действием внешних сил можно обратить направление магнитных моментов на противоположное, то есть перемагнитить образец. Сделать это можно двумя способами: быстрым распространением доменной стенки и поворотом вектора намагниченности.

Аморфные ферромагнитные микропровода, изготовленные из сплавов на основе железа, перемагничиваются быстрым распространением доменной стенки. Известно, что ее динамика может регулироваться выбором состава сплава микропровода и режимом изготовления. Комбинация факторов формирует распределение внутренних механических напряжений в металлическом стержне, что и определяет микромагнитную структуру и, как следствие, динамику движения доменной границы.

Однако на практике трудно получить микропровод с заданными свойствами. Ученые из БФУ имени И. Канта рассмотрели формирование напряжения в металлическом стержне в условиях получения микропроводов с одинаковыми диаметрами. Для этого они проанализировали образцы, находящиеся в различных состояниях: сразу после изготовления, после удаления стеклянной оболочки и после дополнительного отжига. Отжиг – это нагрев до определенной температуры, выдержка в ней некоторое время с последующим медленным охлаждением до комнатной температуры.

«Мы установили, что остаточные напряжения в проводах одного состава определяются не только их геометрией, как сейчас принято считать, но и выбором технологического режима изготовления. Мы продемонстрировали отличие внутренних напряжений одинаковых внешне проводов и показали их существенное влияние на магнитостатические и магнитодинамические свойства», – пояснила Валерия Родионова, соавтор статьи, заведующая лабораторией новых магнитных материалов БФУ имени И. Канта.