Магнитные и электрические характеристики пористых материалов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ПРОЧНОСТИ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи

ЕГОРОВ Александр Владимирович

МАГШТНЫЕ М ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПиРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 01.04.07 - физика твердого тела

Авторе ф е р а т диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Томск 1994

Работа выполнена в Институте физики прочности и материаловедения СО РАН.

Научные руководители: академик РАН В.Е.Панин,

кандидат физико-математических наук, доцент В.В.Поляков

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Ю.А.Хон

кандидат технических наук, доцент Э.В.Поздеева

Ведущая организация: Сибирский физико-технический институт

при Томском Госуниверситете.

Защита состоится "_"_ 1994 г. в _

на заседании специализированного совета Д 003.61.01 при ИФПМ СО РАН по адресу: 634048, г.Томск, пр.Академический, 2/1. ■

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "_"__ 1994 г.

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью организации, просим присылать в 2-х экз. на адрес института.

Ученый секретарь спецсовета, ,

доктор физ.-мат. наук ^ - Е.В.Чулков

'ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Разработка новых композиционных материалов с заранее заданными свойствами, предназначенных для использования в переменных электромагнитных полях, требует исследования их физических характеристик в зависимости от состава и структуры. Установление таких зависимостей, а также разработка новых экспериментальных и теоретических методов их получения является важной задачей современной физики неоднородных конденсированных сред.

Среди структурно-неоднородных материалов особое место как по широте практического применения, так и по важности для физического анализа занимают пористые металлы. Эти металлы могут рассматриваться как гетерофазная система, состаящая из двух фаз: металлическая и поровая. Такая система выступает в качестве предельного случая композиционного материала с максимальной неоднородностью в свойствах составляющих компонентов. Это позволяет использовать пористые металлы как наиболее удобный модельный объект при анализе физических свойств резко неоднородных сред. Необходимо отметить недостаточную изученность как магнитных характеристик этих материалов, так и зависимостей их электромагнитных свойств от топологических особенностей структуры. В связи с изложенным, исследование магнитных и электрических характеристик пористых металлов является актуальной задачей.

Целью диссертационной работы является экспериментальное исследование влияния особенностей структуры пористых металлов на магнитные и электрические свойства, разработка теоретического подхода, позволяющего с единых позиций описать эти свойства, а также разработка на примере данных материалов новых методов экспериментального анализа электромагнитных характеристик неоднородных гетерофазных сред.

В связи с вышеизложенным в работе поставлены и решаются следующие задачи:

- разработка комбинированного экспериментального метода измерения магнитной проницаемости и удельной электропроводности магнитомягких материалов с широким интервалом значений магнитной проницаемости;

- экспериментальное выявление влияния параметров пористой

структуры и ее топологических особенностей на начальную магнитную проницаемость, характеризующую поведение материала в слабых намагничивающих полях;

- установление зависимости электрических характеристик пористых проводящих сред от топологических особенностей структуры в широком интервале изменения концентрации проводящей фазы;

- разработка теоретических моделей для описания структурной зависимости начальной и максимальной магнитных проницае-мостей. Разработка модели зависимости электропрповодности пористой среды от параметров распределения ее структурных элементов.

Научная новизна. В работе впервые получены экспериментальные зависимости начальной магнитной восприимчивости пористого ферромагнетика от степени пористости и топологических особенностей структуры, обнаружено аномальное поведение магнитной восприимчивости вблизи порога перколяции. Предложены и проанализированы физические модели зависимостей начальной и максимальной магнитных восприимчивостей от' концентрации магнитной фазы. Предложена физическая модель для удельной электропроводности пористых металлов, позволившая описать влияние параметров пористой структуры. Установлены новые корреляции между акустическими и механическими характеристиками, с одной стороны, и электромагнитными параметрами, с другой, для пористых магнитомягких материалов.

Практическая ценность. Полученные в работе результаты были использованы в ИФПМ СО РАН при разработке новых композиционных гетерофазных материалов. На основе предложенного метода исследования электромагнитных характеристик и установленных зависимостей в работе разработан способ экспериментальной экспресс-оценки локальной пористости изделий из порошковых металлов, позволяющий проводить неразрушающий контроль изделий произвольной формы-в широком интервале магнитной проницаемости. Установленные в работе корреляции могут быть использованы как основа для разработки неразрушающих электромагнитных методов диагностики и контроля механических характеристик порошковых материалов и изделий.

На защиту выносятся следующие положения:

I. Разработанная модификация вихретокового метода незави-

симого измерения магнитной проницаемости и удельной электропроводности магнитомягких материалов.

2. Результаты экспериментальных исследований зависимости начальной магнитной восприимчивости пористых» 'ферромагнетиков от параметров их структуры. Результаты измерений зависимости максимальной магнитной проницаемости пористых металлов в широком интервале пористостей.

3. Результаты экспериментальных зависимостей удельной электропроводности пористых металлов от их структурных параметров.

4. Предложенная модель для расчета начальной магнитной восприимчивости и максимальной магнитной проницаемости пористых ферромагнетиков и данные вычислений магнитных характеристик.

5. Предложенная модель удельной электропроводности как функции параметров распределения структурных элементов пористого материала и результаты расчета.

Апробация результатов. Результаты работы были доложены на следующих Всесоюзных,Республиканских и Региональных конференциях: II Всесоюзная конференция "Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов" (Юрмала,1990); Российская конференция "Прогрессивные технологии производства, структура и свойства порошковых изделий, композиционных материалов и покрытий" (Волгоград,1992); III Региональная конференция "Порошковые" материалы и покрытия" (Барнаул, 1990); Всесоюзная конференция "ИКАШ-91" (Барнаул, 1991); Региональная конференция "Пути повышения качества и надежности материалов" (Барнаул,I991); I Международная конференция "Датчики электрических и неэлектрических величин" (Барнаул,1993); Республиканская конференция "Проблемы современных материалов и технологий" (Пермь,1993); Юбилейная конференция "Алтайский университет - науке, культуре, образованию края" (Барнаул,1993); III Международная конференция "Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий" (Николаев, 1993); Российская конференция "Получение, свойства и применение энергонасыщенных ультрадисперсных порошков металлов и их соединений" (Томск,1993).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения,

- е -

с

четырех глав, заключения, приложения и списка литературы. Диссертация содержит 106 стр., 36 рисунков, II таблиц. Список цитируемой литературы содержит 80 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы задачи исследования и положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматривается вихретоковнй метод измерения электромагнитных характэристик материалов и его физические основы. Из литературного обзора следует, что существующие вих-ретоковые методы измерения магнитной проницаемости ц и удельной электропроводности о развиты для образцов определенной формы,, и размеров, что сужает область их применения. Кроме того, определение данных характеристик для деталей произвольной формы ограничивается материалами с относительно малыми значениями ц. В настоящей работе предлагается способ измерения магнитной проницаемости и удельной электропроводности, позволяющий контролировать изделия произвольной формы и применимый в достаточно широком интервале значений ц.

Определение ^ и о проводили путем независимых измерений' на высоких и низких частотах с помощью накладного вихретоково-го датчика. В предельном случае высоких частот и в качестве измеряемой величины использовали отношение внесенных активного Лг и реактивного ДХВ сопротивлений, слабо зависящее от зазора и преобразованное к виду

Аг 6УГ7р/ц;

— =-р . (1.1)

¿Хв 9-4({)/\1)

Здесь р=ДуЩ]уГ; Я-эквивалентный радиус датчика; ц0-магнитная постоянная. На низких частотах измеряли реактивное сопротивление

ДХН = А(\1-1)/(\х+1) , (1.2)

где 4-величина, определяемая конструкционными особенностями датчика и режимом контроля. Значение определяли непосредственно по стандартному образцу из феррита марки 1000НМЗ с начальной магнитной проницаемостью |1=Ю00.

Для повышения точности измерений величины и тем самым расширения интервала контролируемых значений использовали установку, работающую по резонансной схеме. Установка содержит перестраиваемый по частоте генератор с рабочим диапазоном от 20 Гц до 20 кГц, сигнал с которого-через резистор поступает на колебательный контур, состоящий из индуктивного датчика и конденсатора. Для измерения на низких частотах коммутатором подключается дополнительный конденсатор, уменьшающий резонансную частоту контура, и устройство с отрицательным сопротивлением, компенсирующее возникающие в системе потери. Внесенные сопротивления измеряли по резонансным характеристикам колебательного контура, которые находили с применением фазового и амплитудного детекторов, к выходу которых подключали индикаторы. При измерениях использовали накладной параметрический датчик, представлявший собой круглую коаксиальную катушку -с сердечником полуброневого типа внешним диаметром 7 мм. При контроле обобщенный зазор Измерения проводили на часто-

тах 50...60 Гц и 6...9 кГц.

Для проверки предложенного способа контроля определяли начальную магнитную проницаемость ц и удельную электрическую проводимость о образцов технически чистых железа и никеля. Результаты согласуются с литературными данными, полученными другими методами, что свидетельствуют о надежности предложенного подхода для измерения магнитной проницаемости и удельной электрической проводимости.

Исследования электромагнитных характеристик пористых материалов проводились на образцах, изготовленных из железного (ПЖРВ2), никелевого (ПНК2) и медного (ПМ1) порошков, что позволило охватить широкий диапазон изменения как магнитных, так и электрических свойств. Образцы для исследования изготовлялись путем прессования до требуемой степени пористости и последующего спекания в вакууме или инертной атмосфере. Большие пористости получались смешиванием с дисперсной инертной компонентой. При малой пористости структура материала характеризуется изолированными порами, которые рассматриваются как поро-вые кластеры. При пористостях порядка 10% они образуют связные области; описываемые нами как бесконечный поровый кластер. Дальнейшее увеличение пористости приводит к тому, что при пористости -85% происходит переход от бесконечного кластера ме-

таллической фазы к изолированным кластерам.

Во второй главе проведено исследование магнитных характеристик пористых материалов. )

Для описания магнитной восприимчивости пористого ферромагнетика выделим элементарную ячейку с объемом V с симметрично расположенной порой, подобной ячейке. Намагниченность М элементарной ячейки выражается выражается через номинальную магнитную восприимчивость ае пористого тела, объем ячейки и намагничивающее поле Я:

М = аеУН . (2.1)

При описании максимальной магнитной восприимчивости необходимо учесть, что материал находится в состоянии, близком к насыщению, а пора выступает как внутренняя полость, создающая размагничивающее поле. Таким образом, величина И может быть выражена через магнитную восприимчивость компактной фазы ее объем 7К и эффективное поле Н-Н'

' Ы = ) . (2.2)

Размагничивающее поле будем рассматривать как создаваемое нес-компенсированным током, протекающим по поверхности поры. Для оценки считаем, что магнитное поле внутри поры однородное и равное значению в центе поры. Учитывая, что распределение плотности элементарных токов однородно и тем самым плотности поверхностных токов на поверхности ячейки и поры равными, получаем из (2.1) и (2.2) для сферической и цилиндрической элементарных ячеек окончательное выражение для максимальной магнитной восприимчивости.

1/3

= (1_р) (1_р } _ {2 3)

К

По предложенной модели были проведены расчеты максимальной магнитной проницаемости эегпах«цтах от степени пористости. Результаты расчетов приведены на рис.1.

Для прверки развитой модели были проведены измерения эгтах для пористого железа. При измерениях на балистической установке величина постоянного тока, создающего намагничивающее поле, составляла 0,1...10 А. Извлеченные по наклону снимаемой кривой намагничивания значения цтазс представлены на рис.1, в виде за-

та*/,™*

О

О

о,г

0,5

р

Рис.1. Зависимость максимальной магнитной проницаемости от пористости. I - настоящая работа. 2, 3 - данные из литературы.

висимости от Р. На этом же рисунке приведены опытные данные американских авторов. Результаты измерений подтвервдают вывод о монотонном изменении максимальной магнитной проницаемости с ростом пористости в исследованном интервале Р. Теоретическая кривая проходит близко к экспериментальным точкам, что свидетельствует об адекватном описании предложенной моделью пористого ферромагнетика вблизи порога насыщения.

Для выяснения влияния различных механизмов намагничивания в пористых ферромагнетиках необходимо провести исследование начальной магнитной восприимчивости эеа от степени пористости. Результаты относительных значений аеа/ае®0, (эе^0 - начальная магнитная восприимчивость беспористого материала) приведены на рис.2 в виде точек. Установленная зависимость показывает, что величина зеа/эе^0 монотонно уменьшается во всем исследованном интервале пористости. Наиболее интересный результат получен при малых концентрациях магнитной фазы. Здесь экспериментально выявлена область резкого уменьшения магнитной восприимчивости, причем эта область соответствует переходу от бесконечного кластера магнитной фазы к изолированным кластерам. Интересно еще и то, что для материалов с каркасной структурой типа "губ-

ки", измеренные значения магнитной восприимчивости идут существенно выше, чем для материалов со стахостическим распределением компонентов. Все это дает основание полагать, что выявленная аномалия обусловлена именно топологическими изменениями вблизи порога перколяции.

Для описания начальной магнитной восприимчивости была предложена физическая модель, позволившая колличественно рассчитать зависимость от степени пористости. Намагниченность представительного объема может быть выраженя пнп"""гчно формулам (2.1) и (2.2). Однако, с учетом того, что доменная стенка для уменьшения магнитостатической энергии проходит через пору, оставаясь закрепленной на ней при слабых намагничивающих полях и доменная структура вблизи поровой фазы не претерпевает существенного изменения, в первом'приближении принебрегаем размагничивающим полем н'. Тогда намагниченность представительного объема запишется как

№ = жк V • {2Л)

Значения эе® для материалов с различной степенью пористости могут существенно различаться в связи с зависимостью доменной структуры компактных участков от пористости. Для нахождения этой зависимости представим магнитную восприимчивость в виде

где вклад ге^ , обусловленный вращением доменов, не зависит от их среднего размера й, а вклад согласно работам Вон-

совского пропорционален размеру домена и описывает обратимое смещение доменных стенок. Магнитная восприимчивость беспористого тела ае®0, характеризуемая размеро доменов ао, запишется 'соответственно как сумма вкладов зе®01=ае^1 и «ког^кг^о^" Вве_ дя коэффициент

* = <о/<ог • <2'6>

получаем с помощью формул (2.1), (2.Ь) и (2.6) следующее выражение для начальной магнитной восприимчивости:

1 к+й/й0

аеа/ае£0 = (1-Р) —— . (2.7)

Пк

Для выражения относительного размера домена через параметры пористой структуры учтем, что величина с* может быть свя-

- и -

0,8

0,6

ол

0,0

о,г а,а о,6 о,8 Р

Рис.Зависимость начальной магнитной восприимчивости от пористости.

Эксперимент: I - Ее, 2 - N1, 3 - Ре ("каркасная" структура).

Расчет: I - расчет по формуле■(2.8), 2 - расчет по формуле (2.9).

зана со средним размером зерна Я в поликристалле соотношением сг=аЯ3 , где а - не зависящий от пористости коэффициент. Моделируя относительный размер зерна как линейную долю компактной фазы твердого тела запишем выражение для начальной магнитной восприимчивости в виде

В настоящей работе соотношение (2.8)-применялось для расчета зависимости начальной магнитной восприимчивости от пористости, при этом вращением намагниченности по сравнению с доминирующим процессом смещения доменны стенок принебрегали. Результаты вычислений приведены на рис.2 в виде кривой I. Из рис.2 видно, что результаты расчетов согласуются с экспериментальными данными при пористостях до 0,5 и во всем интервале Р для материалов с каркасной структурой. Это объясняется тем, что модель не учитывает изменение топологии материала вблизи

жЭ/а£л = (1-Р}

,а

1/з 1/г к+(1-Р )

"КО

(2.8)

порога перколяции.

Корректный теоретический анализ магнитных свойств в области изменения топологии компонентов при их стахостическом распределении необходимо проводить в рамках моделей, учитывающих перколяционные эффекты. Представляется обоснованным использование аналогии между перколяционными моделями и теорией эффективной среды (отмеченная в работах Киркпатрика для процессов переноса) и привлечения для анализа оригинальной теории Кондорского. Эта теория была развита для порошковых смесей и конгломератов и позволила определить магнитную восприимчивость эффективной среды по намагниченности отдельной частицы, помещенной в эффективное поле окружающих частиц. В результате, для относительной магнитной восприимчивости в случае сферических частиц получается следующее выражение:

г /4% г 16%

[/(7- ~(3~4Р)^0) * —

4% г 16%

- = —- ¡/н-

ж..

и . ки

4% т

- (1--(3-4Р)аек0;] . (2.9)

-ко 8К(3-Р)хк0 13 ^ 3

3

Результаты расчетов по формуле (2.9) приведены на рис.2 в виде кривой 2. Видно, что она правильно передает аномально быстрое уменьшение магнитной восприимчивости вблизи порога перколяции.

В третьей главе проведено исследование удельной электропроводности пористых материалов.

К настоящему времени получены достаточно подробные данные о влиянии суммарного объема пустот (пористости) на электрофизические свойства пористых сред. В то же время специфические закономерности, обусловленные различными распределениями пор по размерам при одной и той же пористости, практически не изучены. В данной работе проведено экспериментальное и теоретическое исследования влияния на электропроводность металлов параметров их пористой структуры.

Эффективная удельная электропроводность пористого тела о зависит как от степени пористости Р, так и от параметров распределения пор, задаваемого дифференнциальной функцией распределения Р(г,г,0), где г -линейный размер поры, г и В - средний размер и дисперсия соответственно. Учтем, что при малых значениях Р структура материала характеризуется изолированными по-

рами, при о,1 и выше поры образуют бесконечный кластер с сохранением примерно постоянного вклада Р0 изолированных пор. Пусть в монодисперсном случае (поры одного размера г) зависимость электропроводности от величин Р и г задается функцией а*(Р,г) для изолированных и функцией о"г(Р,г) для сообщающихся пор. Тогда для эффективной удельной электропроводности полидисперсного материала можно записать

= К

1

-(Р,г) Р(г,г,й) <3г +

+ (1-Ю

(3.1)

-(Р,г) Р(г,г,В) с2г ,

где К -доля закрытой пористости, определяемая соотношением

1. ' Р<Р0-

Р0/Р, Р > Р0

(3.2)

Для нахождения функций о*(Р,г) и а*(Р,г; был развит метод элементарной ячейки, позволяющий моделировать процессы переноса в пористом материале. Учитывалось, что распространение тока в пористой среде зависит от эффективных размеров х дефектных областей, определяющих рассеяние носителей заряда. Для элементарной ячейки это означало, что линии тока в зависимости от размера твердой фазы частично огибают пору или обрываясь на ней. Вводя эффективный размер поры г+х и находя электрическое сопротивление структурных элементов элементарной ячейки, получали

1

/*(Р)

(3.3)

1 -

/,(Р) + (Р) + (Р) (х/г)

где о.

(Р)=

к

,1/3

удельная электропроводность компактных участков, В случае сообщающихся пор аналогично находили

к К

Рис.3. Зависимость удельной электропроводности от пористости.

Эксперимент: I - Ре, 2 - Ре ("каркасная" структура). 3, 4 - данные из литературы для Ре и N1.

Расчет: I - расчет по формуле (3.1), 2 -расчет по формуле (3.6)

(1 + Гг(Р)) (1 - Гг(Р)) 7 - /„(Р; + 2 Л(Р) + 2 £(Р) (х/г)

(3.4)

'2 ^ ^ з1 -где /г(Р) определяется из уравнения 3/^(Р)+2/^(Р)=Р. Величина х в формулах (3.3) и (3.4) моделировалась соотношением (1=1,2)

х =

-1

V

г > й0 (/± - 1)

(3.5)

г (Г1- 1), г < Яс (/1 - 1)

-1

передающим особенности распространения тока в пористом теле.

По формуле (3.1) были проведены расчеты удельной электропроводности для пористых материалов. При вычислениях использовались экспериментальные значения ок и опытный параметр

6, НСи/н

Р -0,15

Си

т

1

50 <00 150 200 ъ, нкм

Рис.4. Зависимость удельной электропроводности от среднего размера пор.

Ро=0,07, функция Р(г,г,Э) Оралась в виде нормального распределения с наложением, параметры г и О определялись по микроструктурным данным для исследуемых материалов. В качестве Яс использовались значения, соответствующие средним размерам частиц, что отвечает доминирующей роли межчастичных пор в эффектах рассеяния.

Рассчитанные зависимости относительной удельной электропроводности от пористости Р приведены на рис.3. Влияние среднего размера пор при фиксированной пористости Р=0,3 показано на рис.4 для случая меди, кривые для других металлов имеют аналогичный вид. Как видно из рис.4, увеличение размера пор может вызывать рост электропроводности до 25% при Р=0,3.

Результаты измерений удельной электропроводности для трех металлов представлены на рис.3 в виде точек, там же приведены экспериментальные данные из работ других авторов. Вычисленные кривые согласуются с опытными данными в исследованном интервале пористостей 0...0,50 и во всем интервале для материалов с каркасной структурой. Проявляющееся для высокопористых образцов отклонение обусловлено необходимостью уче^га при больших значениях Р перколяционных эффектов. Для электропроводности пористого металла или композита "металл" - "диэлектрик" теория

перколяции приводит к формуле t

0/Ок = (Рс - Р) / Р0 , (3.6)

где теоретическое значение критической пористости для трехмерных решеток Ро=0,85, критический индекс Г=7,6. Результаты расчетов приведены на рис.3 в виде кривой 2 и хорошо передают ход соответствующих экспериментальных точек. ' На рис.4 представлены опытные данные для меди с пористостью Р=0,3. Для изменения параметров пористой структуры использовался дисперсный порооб-разователь (бикарбонат аммония), рассеяный по фракциям. Результаты измерений коррелируют с расчетной кривой.

Полученные результаты свидетельствуют, что при существенном изменении параметров пористой структуры для анализа электрических свойств необходимо учитывать особенности рапределе-ния пор по размерам. Использованный подход позволяет провести такой учет и адекватно описать электропроводность пористых металлов.

В четвертой главе показано применение результатов исследования к задачам диагностики пористых материалов.

Практика комбинированных методов испытания и контроля широко использует в качестве информативных электрические и магнитные параметры. Для решения задач неразрушающей диагностики необходимо установление надежных корреляционных связей между электрическими и магнитными параметрами, определяющими эксплуатационные характеристики изделий, и механическими и прочностными характеристиками. Для установления такой корреляции в качестве механических характеристик использовались твердости по Бринеллю НВ и упругие модули: Модуль Юнга Е, сдвига О и всестороннего сжатия В, найденные по скоростям продольной и поперечной ультразвуковых волн для образцов исследуемых пористых металлов. Значения о и ц брались по данным измерений в главах 2 и 3. Степень взаимосвязи механических и электромагнитных свойств характеризовались коэффициентами корреляции, рассчитанные значения которых близки к 1.Для удобства использования в задачах математического мо делирования и неразруш'ающего контроля экспериментальные результаты аппроксимировались степенными зависимостями вида

е

и/и = (о/а ) , (4.1)

№/Мк = ГЦ/р.к/ . (4.2)

Оптимизированные показатели £ и С находились по методу наименьших квадратов. Результаты измерений показали, что корреляционная связь твердости, модулей упругости и скоростей звука с магнитной проницаемостью более сильная, чем ,с электропроводностью. Это делает основанные на измерении магнитной проницаемости методы диагностики более предпочтительными.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлены экспериментальные зависимости начальной магнитной восприимчивости пористых магнитомягких металлов от степени пористости и топологических особенностей структуры. Обнаружено аномально быстрое уменьшение магнитной восприимчивости в области исчезновения бесконечного кластера магнитной фазы, объясняемое в рамках перколяционных представлений. Изучена экспериментальная зависимость максимальной магнитной проницаемости, характеризующей поведение ферромагнитного металла в состоянии, близком к магнитному насыщению, от степени пористости.

2. Проведены измерения зависимости удельной электропроводности пористых металлов от интегрального объема пористой-фазы (пористости) и параметров распределения пор по размерам. Установлено возрастание электропроводности при фиксированной пористости с увеличение размера пор, вносящее при изменении этого размера на порядок заметный вклад. Изучено различие в поведении электропроводности для материалов со стахостическим распределением проводящей фазы и материалов с "каркасной" структурой. В первом случае наблюдается скачек электропроводности возле порога перколяции, во втором электропроводность демонстрирует монотонное уменьшение.

3. Разработана теоретическая модель, позволившая описать магнитную проницаемость пористых ферромагнетиков с учетом представлений о доменной структуре магнитной фазы. Проведена экспериментальная проверка данной модели, показавшая хорошее соответствие между результатами расчета и опытными данными в интервале концентраций магнитной фазы от 0,4 до I. Проведен теоретический анализ аномального изменения начальной магнитной

проницаемости возле порога перколяции, использующий теорию Кондорского, позволивший объяснить выявленные особенности.

4. Предложена структурная модель зависимости удельной электропроводности проводящей пористой среды от структурных параметров (степень пористости, средний размер пор, дисперсия). Проведены расчеты удельной электропроводности от указанных параметров для различных металлов.

5. Установлены корреляционные связи меаду электромагнитными параметрами и механическими и акустическими характеристиками пористых металлов. Эти связи могут рассматриватся как основа для разработки новых методов неразрушающей диагностики и контроля изделий из пористых металлов.

^ ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНИИ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Поляков В.В., Егоров A.B. Начальная магнитная восприимчивость пористых ферромагнитных материалов.// ФММ. -1993. -т.76. - в.1.

2. Поляков В.В. Егоров A.B. Вихретоковый контроль удельной электрической проводимости и магнитной проницаемости изделий из магнитомягких материалов. // - Дефектоскопия, 1992. N12.

3. Поляков В.В., Егоров A.B. Магнитная проницаемость пористых магнитомягких металлов. // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1994. N2.

4. Поляков В.В., Егоров A.B.-Зависимость магнитной проницаемости ферромагнитных порошковых материалов от размера частиц. // Порошковая металлургия, 1994. N1-2.

5. Поляков В.В., Егоров A.B., Сыров Г.В. Магнитные свойства порошковых магнитомягких материалов. / Тезисы докладов Российской научно-технической конференции: Прогрессивные технологии производства, структура и свойства порошковых изделий, композиционных материалов и покрытий. Волгоград, 1992. - с.49.

6. Поляков В.В., Егоров A.B., Сыров Г.В. Электрические и магнитные характеристики деформируемых пористых металлов. / Тезисы докладов III Международщой конференции: Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воз-действ^. Новокузнецк, 1993. - с.43.

7. Егоров A.B. Поляков B.B. / Тезисы докладов II Всесоюзной конференции: Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов, т.2. Юрмала,1990. - Николаев, 1990. -с.29-30.

8. Егоров A.B., Поляков В.В., Рудер Д.Д. Неразр.ушающий вихретоковый контроль пористой структуры изделий из порошковых Ферромагнитных материалов. // Проблемы современных материалов и технологий, п^-нзводство наукоемкой продукции.• / Тезисн докладов. ч.1, -.Пермь, 1993. - с.135-136.

9. Егоров A.B. Электрические и магнитные характеристики пористых металлов. / Тезисы докладов III региональной научно-технической конференции: Порошковые материалы и покрытия. Барнаул, 1990, - C.I0-II.

10. Поляков В.В., Головин A.B., Егоров A.B. Вихретоковые датчики для измерения электрической проводимости и магнитной проницаемости ферромагнитных материалов. / Тезисы докладов к Первой Международной конференции: Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1993, ч.П, - с. 119.

11. Поляков В.В., Головин A.B., Егоров A.B. Влияние размера частиц на характеристики спеченных материалов. / Тезисы докладов Российской конференции: Получение, свойства и применение энергонасыщенных ультрадисперсных порошков металлов и их соединений. Томск, 1993. с.96.

12. Егоров A.B., Поляков В.В., Сыров Г.В. Тепловые свойства порошковых материалов. / Тезисы докладов Региональной конференции: Пути повышения качества и надежности материалов. Рубцовск, 1991. с.35.'

13. Егоров A.B., Поляков В.В. Метод измерения магнитных характеристик ферромагнитных материалов. / Тезисы докладов Всесоюзной конференции: ИКАПП-91 Барнаул, 1991. чЛ. с.63.

14. Егоров A.B., Поляков В.В. Максимальная магнитная проницаемость магнитомягких материалов. / Новые порошковые материалы и технологии: Сб. науч. тр. Барнаул: Изд-во АРУ, 1993. с.67-69.

15. Егоров A.B., ^Поляков В.В., Утемесов М.А. Влияние структуры на теплопроводность пористых металлов. / Новые порошковые материалы и технологии: Сб. науч. тр. Барнаул: Изд-во АГУ, 1993. С.74-77.

16. Поляков В.В., Егоров A.B. Устройство для вихретоково-

¿и -

¡■о контроля электромагнитных параметров ферромагнитных материалов. Заявка ЯЫ)48403/2и (Ш&838х 001 N27/91) от Хв.ои.уу.. Положительное решение патентной экспертизы от У.12.93.

Подписано в печать 4.1)2.94 •Хирмат ышЮ/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать офсетная. Уел -1юч. л. Г. Уч.-изд. л. 1. Тираж 1Ш икз. Зякяз

Издатяьстдо Алтайского государственного университета:

Х^рнаул, УЛ. ДИМИТрОЬМ, 66