Матричные преобразователи магнитного поля, основанные на явлении анизотропии магнетосопротивления в ферромагнитных пленках тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ



На правах рукописи

БУЛЫЧЕВ ОЛЕГ АНАТОЛЬЕВИЧ

МАТРИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, ОСНОВАННЫЕ НА ЯВЛЕНИЙ АНИЗОТРОПИИ МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЯ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ

01.04.11 - физика магнитных явлений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 1997

Работа выполнена в лаборатории дефектоскопии Института физики металлов УрО РАН

Научный руководитель - кандидат технических наук.

A.С.шлеенков

Официальные оппоненты: доктор фН8ико-математических наук О.Б.Соколов;

кандидат фиаико-математических наук

B.Е.Иванов

Ведущая организация - Ижевский фивико-технический институт

Защита состоится "__1997г. в "_" часов на еаседании

диссертационного совета Д 002.03.01 в Институте фнвики металлов УрО РАН (620219,г.Екатеринбург,ГСП-170,ул.С.Ковалевской, д.18).

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Института фивики металлов УрО РАН

Автореферат разослан "_"_1997.

Ученый секретарь диссертационного советаЛ//)/ у доктор фиаико-математических наук (^^^/О^Ь.Д.Шашков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. Окончание 20 века характеризуется стремительным развитием радиоэлектроники,вычислительной техники,измерительных и управляющих комплексов.Современные технологии настолько сложны, что их осуществление стало немыслимо беа управляющих и контролирующих компьютерных систем. Для осуществлен*.! управления и контроля технологическими процессами необходимы устройства .которые должны преобразовать различную физическую информации об объекте в электрический сиг-пал для последующего ввода ъ компьютерную систему. Эту функцию и выполняют первичные преобразователи -датчики(сенсоры).Датчики образуют основу всех современных измерительных приборов,беа которых невозможны контроль качества продукции,производство и расходование энергии,борьба с загрязнением окружающей среды и др.Также без развития измерительной техники невозможны прогресс в науке и расширение границ познания окружающего мира!

В настоящее время научный и практический интерес представляет восстановление топографии магнитного поля над различными локальными объектами.Например, в магнитной дефектоскопии это поля рассеяния от несплошностей в ферромагнетике.Топография магнитного поля есть базовая информация для решения таких задач как обнаружение и классификация дефектов вплоть до определения их размеров.Конечно для измерения топографии поля можно воспользоваться миниатюрным одиночным преобразователем с механической координатной системой перемещения,но в подавляющем большинстве случаев условия контроля не позволяют разместить над исследуемым объектом точное механическое устройство.Агрессивная среда,высокие температуры,вибрация уменьшают надежность таких систем.Воспроизводимость результатов измерений в этом случае невысока. В связи с этим возникли системы с электронным сканированием,содержащие множество одиночных преобразователей, из которых формируются линейки и матри-цы[1,2]. Преимущества таких преобразователей очевидны. Это и отсутствие сложной механики,большая скорость опроса элементов,обеспечивающая быстродействие,которое позволяет наблюдать■топографию магнитного поля не только в статике но и в динамике,например, формирование магнитного рельефа на поверхности тела при нестационарных квазистатических процессах намагничивания или в технологическом потоке, когда обт>ект контроля перемещается в пространстве.С помощью матричных преобразователей, испольэуемых совместно с компьютером, можно осуществить визуализацию магнитного поля.Это делает информацию более полной и наглядной, открывает новые возможности в интерпретации полей дефектов.

Необходимо отметить, что проблема одиночного магниточувствитель-ного элемента для магнитной дефектоскопии до конца не решена. Для выявления микротрещин требуются преобразователи с микронными размерами,вы-

сокой чувствительностью (сотые и тысячные доли А/см),широким диапазоном иэмерения (сотни А/см),высокой эксплуатационной надежностью й термостабильностью, а также стойкостью к рентгеновскому и радиоактивному излучениям.Преобразователей в полной мере отвечающим перечисленным требованиям в настоящее время не существует,а , следовательно , нет и соответствующих матричных преобразователей.Надо также сказать, что не все типы магниточувствительных элементов мокно просто и гармонично объединить в матрицы,так как этому препятствует ряд технологических и технических затруднений,порой даже непреодолимых.Это .частично связано с тем, что миниатюризация преобразователя уже подразумевает применение интегральных технологий,некоторые же типы преобразователей невозможно реализовать используя такие технологии.Матричные преобразователи на полупроводниковых магниточувствительных элементах обладают низкими метрологическими характеристиками и малой чувствительностью,что обусловливает их применение только в качестве индикаторов магнитного рельефа.

Созданные матричные преобразователи с магниточувствительными элементами, удовлетворяющими перечисленным выше требованиям, могли бы представить интерес для других областей науки и техники .например, в исследовании топографии поля от абрикосовских вихрей над высокотемпературными сверхпроводниками, визуализации доменной структуры и магнитной текстура на поверхности ферромагнитных тел,контроле полей записи на различных носителях информации для вычислительной техники,магнитных считывающих устройствах и т.д.

Цель н вадачи работы. Целью работы является создание матричного преобразователя магнитного поля высокой пространственной разрешающей способности для применения его в быстродействующих компьютерных и автоматических системах визуализации магнитного рельефа на поверхности физических тел .позволяющих повысить надежность,достоверность и информативность магнитного метода неразрушающего контроля.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выбор на основе анализа существующих компактных твердотельных магниточувствительных элементов наиболее подходящего прототипа (магни-торееистор на ферромагнитной пленке).

2. Соадание принципа действия и теории магниточувствительного элемента на основе явления анизотропии магнетосопротивления в тонких ферромагнитных пленках.

3. Теоретическое исследование влияния угловой и амплитудной дисперсии анизотропии в ферромагнитной пленке,температурного воздействия внешней среды .выделения тепла в обмотках возбуждения и собственных шумов на чувствительность преобразователя.

4. Разработка рекомендаций по проектированию и конструированию магниточувствительных элементов.

б. Поедание экспериментальной установки для исследования магнитных характеристик ферромагнитных пленок.

6. Разработка принципов построения тонкоплеиочпого матричного преобразователя магнитного поля.

7. Исследование магнитного взаимовлияния ферромагнитных пленочных элементов на погрешность измерения матричного преобразователя.

8. Создание 256 элементной матрицы (32x8) с наибольшим пространственным разрешением 200 мкм,

9. Разработка компьютерной системы визуализации рельефа магнитного поля с применением 256-элементного матричного преобразователя.

Научная новизна. В работе предложен новый принцип измерения величины и направления вектора напряженности магнитного поля элементом,который состоит ив тонкой электропроводящей ферромагнитной пленки,охваченной двумя взаимно перпендикулярными пленочными витками.Создана теория работы пленочного магниточувствительного элемента и исследовано влияние дисперсии, магнитной анизотропии .температурного воздействия внешней среды,теплового воздействия токов возбуждения и собственных шумов на чувствительность преобразователя.Созданы принципы построения матричных преобразователей магнитного поля на тонких ферромагр лтных пленках и методика расчета. Исследовано магнитное взаимовлияние ферромагнитных пленочных элементов в матрице на погрешность измерения.

Практическая ценность. Разработано и изготовлено устройство визуализации магнитного рельефа от различных источников магнитного возмущения на основе 256-элементного матричного преобразователя с наибольшим пространственным разрешением 200 мкм .которое может быть применено для выявления микронесплошностей и магнитных неоднородностей в магнитных методах неразрушающего контроля.Разработанные пленочные магнито-чувствительные элементы применены в магнитном дефектоскопе для контроля качества шва электросварных труб. На основе пленочных магниточувс-твительных элементов может создаваться различная прецизионная магнито-измерительная аппаратура. • •

На защиту выносятся сяедущко оснозныо результаты:

1. Принцип измерения и теория магниточувствительного элемента,состоящего из тонкой электропроводящей ферромагнитной пленки и взаимно-перпендикулярных пленочных витков .охватывающих ее.

2. Результаты исследования влияния дисперсии магнитной анизотропии в ферромагнитной пленке на чувствительность преобразователя.

3.Результаты исследования влияния температурного воздействия внешней среды, выделения тепла в обмотках возбуждения и собственных шумов на чувствительность преобразователя.

4.Принципы построения матричных преобразователей на магниточувс-твительных элементах,основанных на явлении анизотропии матнетосопро-тивления в ферромагнитных пленках. ,

б.Результаты исследования магнитного поля 'взаимовлияния ферромагнитных пленок в матрице на погрешность измерения.

Апробация работы. Результаты работа докладывались яа 14 Российс-

кой научно-технической конференции "Нераэрушающий контроль и диагностика" (Москва ,23-26 ииня,1996),на XVI Уральской региональной конференции "Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами" (Оренбург. 15-16 мая,1096),на научной сессии Института Фивики Ме.аллов (Екатеринбург,март,1096).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,пяти глав,общих выводов,списка использованной литературы и трех приложений.Работа изложена на 193 страницах,сдержит 60 рисунков, 8 таблиц.три приложения на 16 страницах и библиографию из 118 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обсуждается актуальность работы. Отмечается -новизна и возможность практического использования результатов.В конце приводится список публикаций.положенных в основу диссертации.

В первой главе сформулированы основные требования к магниточувс-твительному элементу для применения его в матричных преобразователях. Проведен анализ существующих компактных твердотельных магниточувс-твительных элементов ,на основе которого в качестве наиболее перспективных с точки зрения построения матричных преобразователей выбраны магнигорезистивные преобразователи на ферромагнитных пленках.Приведен обэор экспериментальных и теоретических исследований магнитных и электрических свойств тонких ферромагнитных пленок. Отмечаются проблемы и пути совершенстг свания магнитореэистивных преобразователей на ферромагнитных пленках.В конце глат формулируются цель и задачи исследований.

Во второй главе рассматривается теория и принцип действия магни-точувствительного элемента .основанного на явлении анизотропии магне-тосопротивления в ферромагнитных пленках. Исследуется влияние дисперсии магнитной анизотропии в пленке,температурного воздействия внешней среды, выделения тепла в обмотках возбуждения и собственных шумов на чувствительность преобразователя .Выводится соотношение для наименьшего измеряемого поля.Проводится анализ электрических схем включения магни-точувствительного элемента. Приводится методика расчета магниточувстви-тельных преобразователей.

Магниточувствительный тонкопленочный элемент ■(МТЭ) представляет собой прямоугольную электропроводящую ферромагнитную пленку , охваченную двумя плоскими взаимноперпендикулярными витками (Рис.1),которые создают пропускаемыми через них токами 1х и 1у соответственно взаимно ортогональные магнитные поля, равные [33: 1х 1у

Нх -- : Ну -- ; 1 » й ; Ь » а , (1)

2-1 2-Ь

где с1 - толщина пленочного витка, 1 - длина и Ь - ширина ферромагнитной

Рис.1 Магниточувствительный элемент, осно-вшишй на явления анизотропии нагнетосо-противления в тонкой ферромагнитной пленке: 1-ферромагнитная металлическая пленка; 2-пленочная обмотка Х;3-ги,аночная обмотка У.

Рис.2 К теории работы магниточувствительного элемента по модели однородного вращения.

пленки. Через пленку пропускается ток 1Пл •Анализируемым выходным сигналом является падение напряжения ипл - 1пл. здесь 1?пл -электрическое сопротивление пленки,которое определяется как

йп

I? + ДРм* соз (В)

(2)

где ДЯм - максимальное изменение электросопротивления пленки в магнитном поле,И- независящая от магнитного поля часть сопротивления пленки. Для нахождения зависимости сопротивления МТЭ от внешнего поля были введены обозначения согласно Рис.2. На этом рисунке-внешнее поле, подлежащее измерению-.Ьа - поде компенсации и . смещения, создаваемое ортогональными обмотками;се - угол между ОЛН и осью У, вдоль которой протекав? ток через пленку 1Пл; 9 - угол между вектором намагниченности И и ОЛН;8 -угол между вектором намагниченности М и осью У. Значения 110 , Ьс1 и соответственно их компоненты hey.hex.hdy.hdx выражены- в относительных единицах поля анизотропии тонкой пленки Ьв-Не/Нк.1^) -На/Нк. где Нк - поле анизотропии.С помощью полей смещения и компенсации .которые создаются пленочными обмотками,обеспечивается монодоменное состояние ферромагнитной пленки.Для этого достаточно .чтобы ферромагнитная пленка находилась в поле превышающим Нк.На основе теории однородного вращения были получены следующие соотношения, связывающие

электрическое сопротивление пленки с напряженностью магнитного поля: (0,6-p)sln(2ot)iyi^/P~cos(2ct)ihv^Fp

Ш I - —-..........' —■■■■■■■ I —I - — I. ■ I -"- '!■»■■' f

hy-const /р

Мр)

при 0 е [- ~ ; ] . slniej-VF^ . соб(8)чФ ;

(3)

MP)

2 2

(р-0. б) sin (2с0 -УТ^Г (iytT) cos (2a) itixJ/ir

|Ьх»сопб1 /1-р

ПГ в & 10,Я1 . БШв)-)/!^ . соз(0)-±/р . (4)

где р-сш2 (8)-относительное изменение электрического сопротивления пленки в магнитном поле, и Ьу-Ьеу+Ьау- На основе соотношений

(3) и (4) построены зависимости р(Ьу)|ьк-сопзЬ и р№к)1ьу-сопз1 для различных аначений угла л между направлением протекания тока и ОЛН (Рис.З и Рис.4). Из анализа этих зависимостей видно, что положение максимума р(Ьх) 1ьу-сопзь (Рис.З) не зависит от величины Лу,а положение минимума рШУ) ¡ьх-сопзъ (Рис.4) не I >аисит от величины при любых величинах угла а и определяются иа (3) и (4) выражением

hxm- hym- -0.6-Sin(2«)

(б)

'¿>го обстоятельство может быть использовано для измерения поля hgx независимо от величины ортогональной компоненты hy и наоборот,для измерения поля |1еу независимо от h*.

1Л

а) и

U

А

И

U

- ЬЛ

-юл -to

Гчс.З Расчетные зависимости электросопротивления |юля Лх »пи постоянных значениях ортогональной с ¿. - б . 3 - 10 : «1 of - 0" • «I а - 45" •

пленки от величины составляйся "у: 1 ») « <¿1

в)

-ЮЛ -SJ

Рис.4, Р&очетние ¡юла П* -

mo

------------ зависимости электросопротивлений пленки от вй

I "Ьж прстоянкых значениях ортогональной сосгавляияея >>к ■ 1 - о , d - го ; а) « - 0°; е) « « 4Б°; в) й - 90°.

10.0 -U

плешей от

110

величины

Из приведенных зависимостей можно ваюючить.что принцип измерения поля he может Сыть основан на поочередной компенсации его составляющих hex и h0y магнитным полем, создаваемым обмоткой, ориентированной вдоль соответствующей компоненты по признаку максимального сопротивления пленки - в случае, когда компенсируется hex и по привнаку минимального сопротивления - когда компенсируется h0y . При компенсации поля обмоткой одной из координат на ортогональную обмотку в этот момент подается поле смещения заданной величины, обеспечивающее в пленке однородную намагниченность и бевгистеревисное перемагничивание вдоль направления компенсирующего поля.

Таким образом данным магниточувствительным Э ' зментс- ■ можно измерять компоненты вектора напряженности магнитного поля в плоскости пленки без его механического перемещения.Если преобразователь магнитного поля должен работать в диапазоне полей ^hex"13* и ¿hey"1®* .то необходимое поле смещения должно быть равным для направления Y и X.соответственно:

hdy014 - hey1™" + 1 . (6)

hdxCM - - hex + 1 • (7)

Поскольку скорость изменения сопротивления при угле ct«0° вбливи минимума (Рис.4,а) больше чем вблизи максимума (Рис.3,а), то соответственно точность измерения обоих компонент вектора напряженности магнитного пола будет существенно неодинакова.В магниточувствительном элементе с измерением обоих компонент нужно делать угол «=45°,при котором они будут измеряться с одинаковой точностью.Если измерять только одну компоненту,например hy,TO наибольшая точность достигается при й=0°(острый минимум).

Компенсация поля вдоль направления X происходит на основе метода последовательных приближений,широко распространенного в цифровой измерительной технике. Весь диапазон ^hgx1*1^* разбивается на 2 частей. Минимальный дискрет равен hexniax/2N.B обмотку X подаются пробные импульсы тока,создающие магнитные поля следующих амплитуд:

hex"13* -2k

2 ..... 2N ..... 2м

(8)

Поскольку функция магнетосопротивлсния от магнитного поля четная, то компенсация измеряемого поля производится последовательной подачей 2Н импульсов (8) с чередующейся полярностью,начиная с наибольшего.Это является специфической особенностью применения метода последовательных приближений в данном случае. Если подача импульсного поля приводит к увеличению сопротивления 1?Пл .то данное пробное значение принимается, если наоборот уменьшается,то данное пробное значение не принимается. В результате устанавливается 1сомпенсирующее поле.отличающееся от измеряемого на ±Ь0ХМ1Х/2Н. Графически это проиллюстрировано

на Рис.Б. Компенсирующее поле будет представлять собой сумму комбинаций

амплитуд полей из (8).На втором этапе происходит измерение компоненты hey ,а обмоткой X устанавливается поле смещения величиной,определяемой выражением (7).8 отличие от первого случая, вдесь, если подача импульсного поля приводит

к

уменьшению 1?пл ,то пробное значение принимается,а если к увеличению.то не принимается.

Более выгодно,с точки врения быстродействия и потребляемой мощности,проводить компенсацию измеряемых полей одновременно по двум координатам.Импульсы компенсации и смещения подаются по очереди в обмотки "X" и "У",причем величина смещения изменяется по мере компенсации поля вдоль обоих координат.

Процесс определения изменения сопротивления в результате действия пробных импульсов происходит следующим образом.Пусть пробные импульсы состоят из пачки импульсов меньаей длительностью Хо (Рис.6,а).Тогда в

Рис.5 Компенсация поля hex при <* " 0. N-4. Сумма амплитуд магнитною поля заштрихованных пробных^им^ульсов равна с точностью измеряемому полю hex»

а;

UuHa %

Ъ) Шм

UUUULI *

UUIitHJ—ОШЖг^

Г! П П Г1 г1

I) lUuw

t

t—t

Fuc.6 К иллюстрации определения изменения алегстрического сопротивления пленки в ре- Не эультоте действия пробных импульсов.

случае увеличения сопротивления фаза переменной составляющей напряжения на пленочном элемен-

те (штрих- пунктир на

Рис.6,6) будет на 180° отличаться от фазы напряжения, если действие пробного импульса с высокочастотным заполнением приводит к уменьшению сопротивления (сплошная линия на Рис.6,6) .Фазы этих напряжений вследствие четности магниторезистивного эффекта зависят от полярности пробных импульсов,а связаны

с ростом или уменьшением сопротивления.Если после резонансною усиления переменного напряжения на пленке подать его на фазовый или синхронный Детектор, то полярность видеоимпульса на выходе будет соответствовать признаку роста или уменьшения сопротивления в пленке (Рис. 6, в).

Присутствующие в поликристаллических магнитных пленках деформавд-онно-магнитострикционные напряжения,магнитокристаллическая анизотропия отдельных верен и неоднородный химический состав,приводят к вариации магнитной анизотропии как по зеличине (амплитудная дисперсия),так и по направлению (угловая дисперсия).Наличие дисперсии будет приводить к зависимости положения экстремумов от внешнего поля.Для магниточувстви-тельных преобразователей пригодны пленки с небольшим значением дисперсии (угловая не более 3 град, и амплитудная не более 0,1Нк),которые ' имеют более высокое магниторевистивное отношение и малую коэрцитивную силу.Учет влияния дисперсии был проведен на основе статистического подхода в рамках модели невзаимодействующих блоков .В таком подходе любая интегральная характеристика пленки,зависящая от дисперсии анизотропии, определяется путем усреднения ее локальных значений,а случайные величины <* и Нк распределены по нормальному закону [4.Б].Определив выражение для интегрального сопротивления пленки , находим соотношение, определяющее положение экстремумов,иэ которого получены выражения для вычисления наибольшей погрешности |ДНт| .вызванной смещением экстремумов от величины внешнего поля,ив-за наличия дисперсии анизотропии.

Для максимума при <*-0° и минимума при «-90° погрешность равна:

-г « ДНко2 л |ДНп,| - |НкЛое- Г 4Д0О2 - , (9)

• \со "к ■

для максимума и минимума при а - 45° :

|ДНщ| - 12ТГкД«о4, Г—-—-———я- ) . ; (Ю)

для максимума при «-90° и минимума при «-0° наибольшее смещение определяется из выражения:

Нп,^—2НкД«- (1 - 2 _ 4Щ2Д(А + 48Як2ДоЬ2Л*2 +ЗйНко2 > '

1ц - -1 + (Н/Цк) . Нб[Нк+ДНко.»3. ,(П)

в которых Д«о - среднеквадратическое отклонение локальных ОЛИ от среднего значения «-<**Дй (угловая дисперсия) ;йНко- среднеквадратическое отклонение локальных значений поля анизотропии от среднего значения Нк (амплитудная дисперсия),&* - угол скоса.Оценка величины погрешности, вносимой дисперсией анизотропии , для пермаллоевых пленок с Нк*1(А/см)

ДНкоЧ>.1(А/см).Лс( и Д«о < 0.05^ (3°) дает: по (9)-|ДНх1пК6.б-10"5(А/см):ПО (10)- < Ю"4 А/см;по (11)-|ЙНхшК

<4-10~4 А/см.

- И -

Для определения наименьшего измеряемого поля был проведен аналиа составляющих погрешности в определении электрического сопротивления пленки.которая состоит ив следующих частей:

Лйп1п - Д1?гпс + Дйтпо + АКш . (12)

где ДНТПС- погрешность,обусловленная изменением во времени температуры внешней среды (момент контакта датчика с относительно холодным или горячим объектом) :Д1?тпо- погрешность, обусловленная выделением джоулева тепла в пленочных обмоткахпогрешность, вызванная тепловыми шумами в резисгивных элементах и дробовым шумом электрического тока вследствие дискретности электрического варяда. Соотношение для Айтпс определялось ив решения дифференциального уравнения теплового баланса систе-ш: внешняя среда - ЫТ°э - внутренняя среда, при скачкообразном изменении температуры внешней среды:

(2*)3/г

Ти -^То_ /( 2-Ды2

[и )

ЛИтпс - Ио" А--—-—- • / [-_ + Хтпс'Лм ><

\ad-6 \ / к «о - йи

х агсЬв ( - 1 + (Иог _ ьр)хтпс ) ) '

«о- ЙЯ/ (2-"Со) . Ли-2Я/Х„.

(13)

где Ро - электрическое сопротивление пленки при 0°С.А-температурный коэффициент сопротивления материала ферромагнитной пленки (град-1). (Тт-Тс)-скачек температуры внешней среды.б-толщина защитного слоя между внешней средой И МТЭ с теплопроводностью АХсЬ V -толщина подложки с теплопроводностью Лва,ттпс - постоянная времени установления температуры МТЭ.тп-длительность пробного импульса (Рис.6).х0-длительность импульса модуляции (Рис.6).Соотношение для ЛКТПО было получено из решения уравнения теплового .баланса системы: пленочная обмотка

- изолирующий слой - ферромагнитная пленка (ФП).при линейном изменении температуры за время действия импульса модуляции Т0:

ЛКтпо" А-О-^о - Т*„о + •Стпо-ехрС-Го/Гтпо])! О - ^ РЬ , (14)

сь ру

где 1ь - плотность тока в обмотке.рь - удельное электричеааде сопротивление обмотки .сь - удельная теплоемкость пленочной обмотки и ру

- плотность вещества обмотки. тТ|ю -(с,рг0г/>и»)- постоянная времени ус-тано1Ш или температур 0И1, сг - удельная теплоемкость ФП.рг- плотность

вещества ФП.В-тоддана ФП,е. - толщина изоляционного слоя между пленочной обмоткой и М.Аьр - теплопроводность слоя между пленочной обмоткой и Погрешность,вызванная шумами в ревистивных элементах,описывается выражением

/2-ЛМ?пл-(2квТа + д 'пл^пл) - ----. (16)

'пл

где кв - постоянная Больцмана.ДГ - полоса частот,(?пл - сопротивление ФП, 1пл-величина тока в ФП.ч - заряд электрона.

Погрешность сопротивления пленки Л^пщ определяет наименьшее измеряемое поле,которое можно выразить .используя соотношения (3) и (4) вбливи экстремумов с учетом дисперсии анизотропии .следующим образом:

«.-».¿£¡1--JÜÜ

/ Щл

„_ -HiCOS(2ä)+3Fksln2(25) _ cosz(25)

1+4До(о Нк-^-- + ЗЛНко2

+ |АЦп| . (16)

где Hi—(Hk.cos(25)+ Нк+ДНк+ДНаут1п).если_вычисляется наименьшее измеряемое поле вдоль координатьГХ" и Hi« - HkCOs(25) +Hk+AHk+AHexmJn,если вычисляется наименьшее измеряемое поле вдоль координаты "Y".Численная оценка по (16) для пермашюевмх пленок Fe(20)N1(80) размерами 100x100 мкм . Нк- 1 А/см.Дяо - 0,053 рад(3°) ,й"4Б° дает вначение наименьшего измеряемого поля по обоим координатам порядка 10~э А/см.

Наибольшее измеряемое поле ограничивается плотностью тока в пленочной обмотке .которая например для меди составляет Ль™0*" Ю10 A/M2 [6].Тогда наибольшее поле,создаваемое одновитковой пленочной обмоткой, а. следователь но, и измеряемое поле равно

Hex™* - Н0ymax - W^-d, (17)

где d-толщина пленочной обмотки,S0-коэффициент.учитывающий геометрические пропорции пленочной обмотки, который при d<21 и сК2Ь стремится к единице.Подставляя в (17) d-Ю мкм для б0*1.получим вначение наибольшего измеряемого поля 1000 А/см.

В третьей главе приведены описание экспериментальной установки и результаты исследований магниточувствительных элементов на ферромагнитных пленках.Разработана методика определения температурного коэффициента сопротивления тонких пленок и методика определения магнитных и

магниторезистивных характеристик магнитных пленок во взаимно ортогональных магнитных полях с целью последующей корректировки или совершенствования технологии изготовления магниточувствительных элементов.

Для получения зависимостей магнетосопротивления пленочных образцов во взаимно перпендикулярных полях и определения по ним магниторе-8истивных характеристик использовались два соленоида. Один соленоид находился внутри другого,причем продольные оси их взаимно перпендикулярны. Внешний создавал поле Нх,а внутренний Ну.

Исследуемые образцы представляли собой пленки прямоугольной формы из сплава N1(80%)Fe(80Z) ..которые наносились методом термического испарения в вакууме при наличии магнитного поля величиной до 150 А/см на оптически полированные поликоровые и ситалловые подложки, нагретые до температуры 300°С. СШН в образцах была ориентирована вблизи направления длинной стороны прямоугольника. Токоподвод к ферромагнитным пленкам осуществлялся через напыленные медные проводники,причем угол Ьежду заданным направлением протекания тока и ОЛН составлял сГ=Дй<6°. Толщина пленок лежала в диапазоне от 10 нм до 200 нм. Измерение толщины пленочных образцов проводилось с помощью профилографа-профилометра М252. Химический состав напыленных пленок исследовался с помощью рентгеновского микрозондового анализатора. Отклонение процентного содержания Fe и N1 в пленках различной толщины от заданного не более 0.4Z.

Пленочный образец располагался во внутреннем соленоиде так, что направление тока через него совпадало с направлением его продольной оси. Рядом с пленочным образцом находились феррозондовые датчики магнитометра И$М/Ф-2М [7] .один из которых измерял компоненту поля Нх,а другой Ну .Показания магнитометра позооляли учитывать остаточное поле, которое наводится Землей и окружающими намагниченными предметами при отсутствии тока в соленоидах. Экспериментальные графики магнето-сопротивления представляют собой зависимости напряжения на пленочном элементе от изменения поля Нх при постоянных величинах поля Ну (иПл(Нх)ну-сопзъ) и наоборот . от изменения поля Ну при постоянных величинах поля Нх (Uiui(Hy)Hx-const)•Пленочный элемент во время измерений запитывается от источника стабильного постоянного тока. Иэмерение зависимостей магнетосопротивления происходило следующим образом. На вход "Ус" самописца подавалось после усиления напряжение с пленки ипл ,а на вход "Хс" черев переключатель напряжение пропорциональное полю создаваемым внешним соленоидом (Нх). Внутренним соленоидом создавалось фиксированное поле Ну. При плавном изменении тока через внешний соленоид от максимального отрицательного значения,которому соответствовало поле -200 А/см , до максимального положительного значения 200 А/см с переходом черев ноль и обратно были получены на двухкоординатном самописце зависимости иПл(Нх)ну-сопз1 .Аналогичным образом для того же образца были получены зависимости üMCHy)Hx-const .только теперь изменение тока производилось во внутреннем соленоиде , на вход самописца "Хс" че-

рее переключатель поступало напряжение пропорциональное полю во внутреннем соленоиде (Ну),внешним соленоидом устанавливалась фиксированная величина поля Нх. Далее при отсутствии тока в обоих соленоидах снимались показания с двух феррозондовых датчиков магнитометра с тем,чтобы определить нулевые отсчеты на осях абсцисс. По построенным графикам были определены следующие характеристики пленок: поле анизотропии- Нк". угол наклона ОЛН -5; наибольшее изменение сопротивления в магнитном по-ле-ÜRM.no методике приведенной в [8] была произведена оценка угловой дисперсии анизотропии- Дйо.а испольвуя соотношение (9) оценивалась величина амплитудной дисперсии ДНко.

Наименьшими средними величинами Hr<1,5 А/см опадают пленки .напыленные на ситалловые подложки.поверхность которых может оыть обработана до более высокого класса шероховатости.Для пленок на поликоровых подложках средняя величина поля анизотропии порядка 2 А/см.Пленки на ситалловых подложках обладают и меньшими величинами угловой и амплитудной дисперсии анизотропии. С уменьшением толщины пленок наблюдается рост угловой и амплитудной дисперсии.Полученные экспериментальные зависимости показывают,что всегда наблюдается бевгистерезисное перемаг-ничивание пленки при превышении ортогональной составляющей поля определенного значения и положение максимума зависимости иПл(Нх)iHy-const и минимума иПл(Ну)lHx-const не зависит от величины соответствующей ортогональной составляющей поля в пределах погрешности,обусловленной угловой и амплитудной дисперсиями анизотропии пленок с «»Ю.

В четвертой главе рассматриваются конструкции матричных преобразователей магнитного поля на основе магнитных пленок .обладающих анизотропией магнетосопротивления.Производится учет взаимовлияния ферромагнитных элементов друг на друга. Приводятся рекомендации по выбору размеров элементов в матрице, обеспечивающих заданный уровень погрешности измерений.Рассматриваются блок-схемы устройств возбуждения и приема сигнала матричного преобразователя.Рассматриваются вопросы сопряжения матричных преобразователей с ЭВМ.

Обычно в матричном преобразователе одиночные элементы располагаются в узлах прямоугольной решетки с шагом по горизонтали - d0 ,по вертикали - с0 .количеством элементов по горизонтали - ш ,по вертикали - п.Таким образом координаты каждого элемента можно охарактеризовать двумя числами .соответствующими строке с номером 1 и столбцу с номером J подобно обозначениям в математической матрице.Выборка (1J) элемента матрицы должна осуществляться как с использованием общих одновитковых обмоток.так и гальванических соединений между собой пленочных элементов.

Рассмотрим конструкцию матрицы,образованную из одиночных магнито-чувствительных элементов на ферромагнитных пленках. Очевидно,что для выборки сигнала с элемента вдоль строки необходимо использовать общую обмотку X.охватывающую п элементов столбца,а для выборки вдоль столбца

использовать общую обмотку У, охватывающую ш элементов строки.Общее количество обмоток У будет равно п,а общее количество обмоток X равно ш. Тогда (1,;!)-элемент будет охватывать 1-обмотка У и З-обмотка Х.При этом гальваническое соединение элементов должно быть осуществлено так,что под полями »создаваемыми 1-обыоткой У и 3-обмоткой X .находился только один элемент в цепи. Реализация этого условия представлена в конструкции матричного преобразователя .изображенного на Рис.7 .Прямые и обратные проводники должны располагаться в одной плоскости .чтобы исключить взаимоиндукцию с проводниками обмоток. Выборка одного элемен-

Рис.7. Двухкомпонентный матричный преобразователь:1-выводы цепей последовательно-соединенных Ферромагнитных пленочных элементов:2-выво-ды пленочных обмоток "У"; 3-выводы пленочных обмоток"Х":4-общий Ферромагнитных пленочных элементов: Б-общий пленочных обмоток.

Рис.8 Однокомпонентный матричный преобразователь: 1- выводы цепей Ферромагнитных пленочных элементов: 2-выводы пленочных обмоток "У";'3-общий пленочных елементов: 4-общий обмоток.

та осуществляется подачей тока в соответствующую цепь из ферромагнитных пленочных элементов,созданием поля смещения в обмотке.перекрывающей заданный элемент и подачей пробных импульсов в обмотку ортогональную первой, которая также перекрывает выбранный элемент. Такой ттричный преобразователь позволяет получить двумерную картину распределения вектора напряженности магнитного поля в плоскости.

Более простая и дешевая по себестоимости конструкция может быть осуществлена за счет уменьшения числа измеряемых компонент поля .а именно за счет измерения только одной компоненты Н0У (Рис.8). В данной конструкции оставлены неизменными обмотки У.на которые подаются пробные импульсы.Обмотками X являются обратные проводники .через которые протекают токи !лл от ферромагнитных пленочных элементов и которые одновременно создают магнитное поле смещения вдоль направления X. Данная конструкция матричного преобразователя не позволяет измерять напряженность магнитного поля с наибольшей точностью, так как вторая компонента не измеряется и следовательно ее нельзя скомпенсировать.

Поскольку пленочные элементы состоят иа ферромагнитного материала, то каждый элемент является источником собственного магнитного поля, которое зависит от направления вектора намагниченности в пленке.Таким образом каждый элемент матрицы будет находится помимо внешнего измеряемого поля в суммарном поле .создаваемым всеми остальными элементами. Наличие суммарного поля будет вносить погрешность в результаты измерения отдельного элемента.Расчет суммарного поля производился в центре матрицы, где оно имеет наибольшую величину.Каждый пленочный элемент представлялся как система из двух вваимноперпендикулярных ленточных диполей с поверхностной плотностью заряда бх и бу.Далее определялся потенциал создаваемый этими диполями в центре матрицы и после дифференцирования по пространственным координатам определялись компоненты напряженности магнитного поля.Затем находилось соотношение для наибольшего создаваемого поля элементом в зависимости от направления вектора намагниченности в ферромагнитной пленке,Данное соотношение использовалось для численного расчета на ЭВМ суммарного поля от всех элементов матрицы. Программа позволяет рассчитать зависимость величины максимального поля взаимовлияния при постоянных соотношениях между размерами ферромагнитной пленки (1хЬ*3) и взаимной удаленностью ферромагнитных пленочных элементов (со/1,1/Ь,со/с1о=1,0/Со) от их количества в матрице (т*п) и зависимость максимально возможного суммарного поля, которое вносит, погрешность в измерения отдельного элемента,от отношений: с0/1;1/Ь;а/с0 для матрицы с заданным количеством элементов по вертикали и горизонтали.С помощью построенных графиков .эадаваясь допустимым уровнем погрешности от взаимовлияния элементов матрицы, можно определить необходимые размеры одиночного пленочного элемента. Так например .чтобы погрешность от взаимовлияния элементов в матрице 32x8 не превышала 0.05 А/см , находим: со/1-14*.1/Ь=1;0/со=10"4.Если заданная разрешающая способность равна со=Б00 Miaf.dc,=500 мкм.то 1=35,7мкм,Ь=35,7 шм.В=0.05 мкм.

Задача визуализации топографии магнитного поля о высокой степенью разрешающей способности требует применения матричных преобразователей (МГ»7 с большим количеством (порядка несколько тысяч) магниточувствн-тельных элементов.Обработать и графически представить информацию с та-!сого количества элементов под силу только современным вычислительным средствам.Поэтому работа МП всегда подразумевает использование компьютера.

Состав устройства сопряжения будет определяться в зависимости от того как осуществляется взаимодействие МП с компьютером.Если МП работает в реальном масштабе времени (непосредственная графическая визуализация топографии магнитного поля).то все процессы управления МП,намерения и представления информации осуществляются программой с компьютера. Устройство сопряжения будет представлять собой буферные регистры .подсоединяемые к системной шине компьютера , и линию передачи с сог-

ласующими элементами .Для этой дели также может быть использована стандартная универсальная приборная шина 1ЕЕЕ-488 (13Р1В) .Компьютер устанавливает адрес нужного регистра , записывает данные, содержащие информацию об номере магниточувствительного элемента и величине амплитуды пробного импульса и смещения в регистры, передает управляющее сигналы .передает меандр частотой 1/2х0 и принимает только один сигнал, соответствующий признаку изменения сопротивления.

Если работа в реальном масштабе времени невозможна, например когда один компьютер обслуживает сразу несколько МП или приходится использовать последовательный интерфейс Г£-232,то управление процессом измерения и размещения измеренных данных в буферной памяти осуществляется в каждом из МП своим индивидуальным контроллером .В этом случае компьютер считывает готовые данные измерений из буферной памяти каждого контроллера.Контроллер может быть реализован на базе однокристадльной микро-ЭВМ, различные типы которых широко представлены отечественной серией 1816. ,

В пятой глава приводится описание конструкции £56-элементного матричного преобразователя.Приводятся данные по визуализации магнитного рельефа от некоторых типов микронесплошностей в ферромагнитных телах. Описывается система магнитного контроля труб в технологическом потоке с применением 16-элементных тонкопленочных преобразователей.Система контроля качества сварных швов успешно прошла производственные испытания и принята в производственную эксплуатацию.

Для регистрации топографии магнитного поля рассеяния от микронесплошностей в ферромагнитных изделиях был изготовлен матричный пре-обрааователь . (МП) с 256-ю тонкопленочными элементами (количество строк п»8,столбцов п=32). Конструкция матрицы магниточувствительных пленочных элементов изображена на Рис.8. Ферромагнитный пленочный элемент в данной МП изготовлен из нескольких слоев пермаллоевого сплава Ре(20Х) N1(80%) прямоугольной формы 400x100 мкм , разделенных изолирующими слоями из моноокиси кремния. Многослойный ферромагнитный элемент нанесен на хромовый подслой.Диапазоны измеряемых полей составляли от 0.1 до 1 А/см и от о, Б до 100 А/см. Расстояние между элементами по горизонтали йо-200 мкм,по вертикали со-Б00 мкм.Размеры всей матрицы 6,4x4 мм.Матрица изготавливалась последовательным напылением слоев через маски в вакуумной усг човке методом термического испарения материалов с вольфрамового катода и представляет собой тонкопленочную плату с че-тирмя уровнями металл«., -ции, разделенных диэлектриком,с переходами из слоя в слой.

Контроллер реализован на однокристальной микро-ЭВМ типа 1816ВЕ31 и осуществляет управление процессом измерения МП,накапливает измеренные значения в буферную память и далее передает данные в основной кси.и.ютер через интерфейс 18-232.Контроллер управляется внутренней программой находящейся в микросхемах ГОУ,которая запускается сразу при

подаче питания на контроллер.

Конструктивно контроллер и устройство возбуждения обмоток выполнены в отдельном корпусе .который посредством гибкого 1сабеля соединен с корпусом накладного датчика, на одной из граней которого .являющейся рабочей поверхностью, расположен кристалл с матрицей магниточувстви-тельных элементов. Внутри корпуса датчика также находятся дешифраторы строк и столбцов, формирователи токов ь обмотках и пленочных элементах, согласующий контур.резонансный усилитель.фазовый детектор и компаратор.

С помощью программы .составленной на языке "турбо С" . считанный магнитный рельеф .представляется в виде двухмерного и трехмерного изображения на экране компьютера.На Рис.8 и Рис.9 представлены магнитные рельефы с поверхности отрезка нефтегазовой трубы из стали марют 09Г2С толщиной 20 т, в которой имеется трещина максимальной шириной 10 мкм внутри металла, а ее раскрытие на поверхности не более 1 мкм.Рельефы бши получены в приложенном (Рис.9) и остаточном поле

Для контроля швов труб .изготовленных методом высокочастотной сварки встык применяются магнитные системы с многоэлементными ферро-80ндовыми преобразователями [13.Контролируемая труба намагничивается в полюсах электромагнита ,а над швом располагается 16-элементный ферро-вондовый преобразователь .обеспечивающий зону контроля 10 им. Изготовление феррозондовых преобразователей очень трудоемко вследствие применения ручной технологии. В связи с этим в этих системах были использованы линейки иа 16 элементов на основе пленочных магнитореэистивных преобразователей .Эти линейки состоят из четыре: кристаллов с напыленными на каждый из них по четыре тонкопленочных магниточувствительных элемента, толщина которых 20 нм;длина 2мм¡ширина 0.1мм, из сплава

Ре(202)N1(80%) . Каждой четверкой элементов управляет гибридная специализированная микросхема ,в которой реализованы функции алгоритма измерения поля и оптимальной обработки сигнала на фоне магнитных шумов от сварного шва.Разбиение на четверки позволяет набирать датчики .которые могут охватывать трубу с учетом ее кривизны поверхности.

Дефектоскоп с пленочными магниточувствительными элементами находится в эксплуатации в составе установки нераэрушающего контроля пря-мошовных труб диаметром 114-219мм на Альметьевском трубном заводе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Созданы новый физический принцип измерения напряженности магнитного поля и теория тонкопленочного магниточувствительного элемента, основанного на явлении анизотропии магнетосопротивления в ферромагнитной пленке.В результате получены зависимости .связывающие выходной сигнал преобразователя с величиной напряженности магн/тного поля. В частности установлено, что положение экстремумов этих зависимостей не зависит от величины и направления суммарного магнитного поля .действующего на пленочный элемент- при лю<5ом наклоне оси легкого намагничивания (ОЛН) относительно направления протекания тока. Это обстоятельство использовано для раздельного измерения двух компонент вектора напряженности магнитного поля в плоскости пленки.

2. Показано ,что для измерения двух компонент с' одинаковой точностью угол наклона ОЛН относительно направления протекания тока должен составлять 45°,а при измерении одной компоненты наибольшая чувствительность достигается при величине этого угла 0° и 90°.

3. В рамках модели невзаимодействующих блоков с распределением отклонений угла наклона ОЛН и величины поля анизотропии от их средних значений по нормальному закону Гаусса учтено влияние угловой и амплитудной дисперсии анизотропии на чувствительность преобразователя, также исследовано влияние температурного воздействия внешней среды и токов возбуждения преобразователя.Уменьшение влияния этих факторов достигается выбором меньших величин длительностей импульсов возбуждения. Определено, что основным источником шумов,ограничивающих порог чувствительности в преобразователях данного типа .являются тепловые шумы с нормальным ваконом распределения ,в составе которых резистивный тепловой шум и дробовой шум электрического тока. На основе этих исследований получены соотношения для расчета диапазона измеряемых полей и параметров возбуждающих импульсов.Из полученного соотношения для наименьшего измеряемого поля следует,что повышение чувствительности таких преобразователей наиболее эффективно получать путем снижения поля анизотропии или коэрцитивной силы ферромагнитной пленки,чем увеличением магниторе-эистивного отношения.

4. Разработана методика расчета тонкопленочных магниточувстви-

тельных преобразователей .позволяющая определить исходя из заданного диапазона измеряемых полей и интервала рабочих температур, необходимые размеры пленочных обмоток,толщину подложки и иволирущих слоев .величины длительностей и амплитуд импульсов возбуждения.

б. Создана экспериментальная установка и методика определения магнитных характеристик пленок(поле анизотропии,угол наклона ОЛН,угловая и амплитудная дисперсия) .которые необходимы в процессе совершенствования технологии изготовления магниточувствительных преобразователей.

6. Разработаны принципы построения и методика расчета матричных преобразователей на ферромагнитных пленках.

7. Разработана и создана 256-элементная матрица ив ферромагнитных пленочных элементов.

8. Определено наибольшее суммарное поле взаимовлияния ферромагнитных элементов в матрице,которое приводит к дополнительной погрешности измерений.Величина этого поля тем больше .чем больше количество элементов в составе матрицы и меньше отношение расстояния между соседними элементами к их размерам.причем при количестве элементов более ста величина поля вваимовлияния определяется только размерами и удаленностью друг от друга ферромагнитных пленок.

9. Разработаны различные типы устройств возбуждения и приема сигнала с матричного преобразователя и создано устройство визуализации магнитного рельефа ог различных источников магнитного, возмущения на основе 256-элементного матричного преобразователя с наибольшим пространственным разрешением 200 мкм.

10. На основе 16-элементного тонкопленочного преобразователя создан компактный магнитный дефектоскоп для контроля качества шва электросварных труб диаметром до 219 мм,который успешно прошел испытания на Альметьевском трубном эаводе и является составной частью технологического процесса.

Основные разудьтата диссертации сяу&тэдзагш а слодушя работая:

Al. Булычев О.А.,Ылеенков A.C. О магниточув'ствительном преобразователе, основанном на явлении анизотропии магнэтосопротивления в тонкой ферромагнитной пленке.I.Теория и принцип действия.-Дефектоскопия,N4,1906,стр.37-48.

А2. Булычев O.A..Щлеенкоа A.C. О магниточувствнтельном преобразователе, основанном на явлении анизотропии магнетосопротивления в тонкой ферромагнитной пленке.П.Исследование влияния температуры.дисперсии магнитной анизотропии и уровня шумов на чувствительность преобразователя. -Дефектоскопия, N6. 1996, стр 12т20.

A3. Щербинин В.Е..Шлеенков A.C..Булычев O.A. Магнитные системы

контроля качества сварного шва на основе многоэлементных преобразователей. -Тезисы докладов XVI Уральской региональной конференции "Контроль технологий,изделий и окружающей среды физическими методами".Оренбург, iq-16 мая.1996,стр.4-6.

A4. Щербинин В.Е..Шлеенков А.С.,Булычев O.A..Мизгунов Ю.А. Тонкопленочный матричный преобразователь для систем магнитной микроскопии и томографии.-Тезисы 14 Российской научно-технической конференции "Не-раврушающий контроль и диагностика".Москва,23-26 июня,1996,стр.218.

Аб. Булычев O.A..Шлеенков A.C. О тонкопленочном магниточувстви-тельном преобразователе .основанном на явлении анизотропии магнетосоп-ротивления.-Тезисы 14 Российской научно-технической конференции "Не-раарушающий контроль и диагностика".Москва,23-26 июня. 1996,стр.233.

А6. Булычев O.A. .Шлеенков A.C. .Щербинин В.Е. .Мизгунов Ю.А.Преобра-вователь магнитного поля.-Положительное решение ВНИИГПЭ от 26.10.1995 на заявку о выдаче патента на изобретение N93-014635/28(014271)от 23.03.93.

Цитированная литература

1. Шлеенков A.C. .Кротов Л.Н. .Щербинин В.Е. .Копьев М.А. Многоеле-меятный преобразователь для магнитной дефектоскопии.-Дефектоскопия. 1987. N9. стр.60-69.

2. Абакумов A.A. Матричный преобразователь магнитных полей. -Авт. свид. N 659899.-Бюл.изобр.-1981.N32.

3. Пом А. Запоминающие устройства на тонких магнитных пленках.~в книге Р.Суху Тонкие магнитные пленки.-пер.с англ.под.ред. Телеснина Р.В.,Москва 1967.Мир. стр.396-418.

4. Семенцова Т.М. .Дятлов Д.В..Тамаров М.П..Семечцов Д.И. Магнито-реэистивный эФФвкт в пленках с угловой дисперсией магнитной анизотропии. -ФММ. 1992. N12.17-23 С.

Ь. Crowther Т. Ansrular and Magnitude Dispersion of the Anisotropy in Magnetic Fl1ms.-Journal of Applied Physics. 1963. vol.34. N3 P.580-586.

6. Технология тонких пленок (справочник).Под ред.Л.Майссе-ла. Р. Гленга. Нью-Йорк. 1970. Пер. с англ. М. : Сов. радио. Т. 2.1977.-768 с.

7. Магнитометр Шм/а-гм.-Дефектоскопия.N7,1991.стр.92.

8. By Линь Кы, Примечание плоского гальвансмагнитного эффекта для исследования дисперсии осей анизотропии в тонких пермаллоевых пленках.- Кристаллография. 1965. Том 10. вып. 6. стр. 884-889.

Отпечатано на ротапринте ИФМ УрО РАН тираж 70 заказ te 49 объем I печ.л.формат 60x8f I/I6 620219 г.Екатеринбург ГСП-170 ул.С.Ковалевской 18 ИФН УрО РАН