Hlavním cílem diplomové práce bylo provést rozbor Jilesova-Athertonova modelu feromagnetické hystereze a naprogramovat kód v prostředí MATLAB pro proložení experimentální magnetizační křivky tímto modelem.

Trocha teorie. Magnetizace M je vektorová fyzikální veličina charakterizující magnetické vlastnosti látkového prostředí. Její závislost na vnějším magnetickém poli H je popsána tzv. magnetizační křivkou. U feromagnetických materiálů vykazuje magnetizace hysterezi. Hystereze je takové chování dynamického systému, kdy výstupní veličina není závislá pouze na veličině vstupní, ale také na historii systému.

  • Jilesův-Athertonův model feromagnetické hystereze vychází z postupů statistické fyziky, kdy předpokládá existenci ideální magnetizační křivky (tzv. křivky anhysteretické magnetizace), která je modifikována poruchami struktury. Tento model je popsán nelineární diferenciální rovnicí 1. řádu a má 5 parametrů. V důsledku nejasností při jeho odvození existují v literatuře celkem tři vzájemně neslučitelné modifikace tohoto modelu.
  • V této diplomové práci byly identifikovány celkem tři nejasnosti v modelu. První je příliš strmý nárůst křivky – tento problém je vyřešen zavedením nového předpokladu o existenci magnetických klastrů. Druhou nejasností je nerozlišitelnost vlivu pružných a nepružných ztrát na hysterezi – odstranění tohoto problému vede na redukci počtu parametrů na 4. Třetím problémem je dvojí přítomnost tzv. efektivního magnetického pole v energetické bilanci – odstranění tohoto problému vede k lepší stabilitě řešení rovnice modelu a zajímavým vlastnostem pro případný model pro anizotropní materiály.
  • Pro odstranění všech tří nejasností byl navržen nový diferenciální izotropní model feromagnetické hystereze (DIMFH).  Publikace tohoto modelu je v současné době v recenzním řízení v časopise Physical Review B. Předchozí tři modifikace Jilesova-Athertonova modelu a model DIMFH byly aplikovány na experimentální data. Všechny modely dosahují vynikající shody s experimentálními daty – nejlepší shody však dosahuje model DIMFH, ačkoli je jeho rovnice mnohem jednodušší a má o jeden parametr méně. Proložení experimentálních dat modely bylo provedeno pomocí uživatelsky přívětivých (vstupem jsou pouze naměřená data) skriptů v prostředí MATLAB.
  • Na obrázku je pak příklad proložení magnetizační křivky na amorfním pásku Fe77,5Si7,5B15, kde je uveden koeficient korelace, a také jsou zde uvedeny získané parametry modelu.

 

+

Není co řešit,
FEI je moje budoucnost ...

Chci na FEI, chci podat přihlášku

Tyto materiály přispějí k likvidaci starých zátěží, následků průmyslových a jiných havárií, čištění určitých typů odpadních vod a ovzduší, dekontaminaci vymezených prostor, apod. Umožní tak zlepšit kvalitu života a sníží zdravotní rizika, zvýší bezpečnost obyvatel a atraktivitu Ostravské aglomerace pro její obyvatele a sníží počet lidí odcházejících z regionu v důsledku nekvalitního životního prostředí.

Specifické cíle projektu jsou rozděleny do třech oblastí. První dva cíle jsou zaměřeny na přípravu, charakterizace a optimalizace přípravy různých druhů magnetických kompozitů, reaktivních sorbentů (na bázi CeO2, fylosilikátů a biologického materiálu) účinných při degradaci organofosforečných pesticidů, rozkladu retardérů hoření, dekontaminaci povrchů zasažených cytostatiky, resp. schopných z prostředí odstranit významné anorganické a organické polutanty. Třetím cílem je návrh a realizace nových druhů optických SPR senzorů, které budou mít malé rozměry, přijatelnou cenu a jednoduchý detekční postup a které v kombinaci s vhodnými materiály umožní detekci chemických a biologických látek v životním prostředí, zejména těžkých kovů v pitné vodě a dalších polutantů v ovzduší. Použití nanokompozitních kovových vrstev významně navýší citlivost optických SPR senzorů.

Vzhledem k zaměření projektu byli zapojeni především studenti doktorských studijních programů Aplikovaná fyzika a Nanotechnologie na VŠB-TUO a doktorského studijního programu Ekologie a ochrana prostředí na UJEP.

+

Není co řešit,
FEI je moje budoucnost ...

Chci na FEI, chci podat přihlášku

Zveme tě na virtuální prohlídku!

Projděte si naši budovu, laboratoře, třídy online!

Podej si přihlášku už dnes!

Vyber si jeden ze studijních programů ve školním roce 2024/2025.

Co říkají naši absolventi?

Podívejte se na rozhovory s našimi absolventy a nechte se inspirovat ke studiu na FEI ...