Исследование магнитных явлений в атомных системах на основе 4f и 3d- переходных металлов в состояниях с различной пространственной размерностью и магнитополевых эффектов в механически твердых и мягких магнитных композитах как материалах для перспективных инженерных и медико-биологических технологий

Установлены зависимости параметров магнитокалорического эффекта (МКЭ), спонтанной намагниченности, магнитокристаллической анизотропии и обменных электронных взаимодействий в квазибинарных соединениях типа фаз Лавеса Tm1-xYx(Co0.84Fe0.16)2 от их химического состава. Полученные результаты позволяют уточнить модельные представления о магнетизме атомных подсистем с локализованным магнитным моментом и вносят существенный вклад в банк данных по магнитокалорическим параметрам редкоземельных соединений на основе тяжелых РЗМ (R) и 3d- переходных металлов (T) типа RT2. Исследованы атомно-структурное состояние и магнитные свойства плёночных структур типа Ni-Mn/Fe20Ni80. Показано, что формирование упорядоченной равновесной антиферромагнитной фазы -NiMn происходит путём декомпозиции промежуточной антиферромагнитной фазы -Ni-Mn. Последняя, в свою очередь, кристаллизуется из аморфного состояния в случае плёнок Ni-Mn/Fe20Ni80, либо уже присутствует в слое в исходном состоянии, как в случае плёнок Fe20Ni80/Ni-Mn/Fe20Ni80. Значительную роль в процессе такого преобразования играет межслойная диффузия, приводящая к изменению структурных и магнитных свойств смежных слоёв Fe20Ni80. Изучена эволюция гистерезисных магнитных свойств слоев Tb-Co в зависимости от толщины слоя в составе многослойных пленок [Tb-Co/Ti]n и [Tb-Co/Si]n. Полученные результаты свидетельствуют о том, что влияние толщины слоев Tb-Co на их гистерезисные свойства осуществляется через изменение эффективной магнитной анизотропии пленок. В частности, разбиение толстой плёнки Tb-Co путём введения немагнитных прослоек препятствует формированию столбчатой структуры и, как следствие, большой перпендикулярной магнитной анизотропии.. Материал немагнитных прослоек также оказывает влияние на их гистерезисных свойства. При этом, кремний играет более активную роль. Выполнен анализ экспериментальных температурных зависимостей магнитных гистерезисных свойств пленочного ферромагнитного (ФМ) слоя Fe20Ni80 с обменным смещением со стороны антиферромагнитного (АФ) слоя Fe50Mn50 типа Fe20Ni80/Fe50Mn50 и даны оценки характера распределения зерен АФ слоя по величине энергии магнитной анизотропии. Показано, что такой подход позволяет контролировать свойства АФ слоя более удобным образом. Предложено его использовать и при анализе температурных зависимостей гистерезисных свойств систем, содержащих ферромагнитный и антиферромагнитный слои, разделенные магнитными и немагнитными прослойками, которые оказывают непосредственное влияние на энергетику межслойной обменной связи. Исследованы магнитные свойства и особенности продольного гигантского магнитоимедансного эффекта (ГМИ) пленочного элемента [Fe20Ni80/Cu]5/Cu/[Fe20Ni809/Cu]5 как в присутствии полей рассеяния микрочастиц оксида железа в составе композита, так и без них в модельной конфигурации эксперимента по детектированию тромба в кровеносном сосуде. Несмотря на то, что такая конфигурация является простой моделью определения местоположения тромба в кровеносном сосуде, она дает хорошее представление о влиянии полей рассеяния на величину ГМИ эффекта и подтверждает перспективность работ в данном направлении. Показано, что в зонных ферромагнетиках с одноосным типом анизотропии - LuCo3 и YCo3 существует явление анизотропии намагниченности насыщения -МS (отличие величин МS, соответственно 4.5 % и 14.1% при 2 K). С ростом температуры (Т) оно увеличивается и уже при Т=293 К достигает значений 16 и 22%. Это же характерно для их высокополевых восприимчивостей. Указано на необходимость учета этих явлений при экспериментальном определении величин фундаментальных магнитных констант высокоанизотропных магнетиков. Исследована топологическая неоднородность магнитных характеристик быстрозакаленных металлических лент (БЗЛ) сплава АМАГ-172 (Co-Ni-Fe-Cr-Mn-Si-B) в исходном (закаленном) состоянии и влияние на их магнитные свойства поверхностной обработки ацетоном. Показано, что она обусловлена индуцированием в БЗЛ преимущественно плоских анизотропных сжимающих напряжений, зависящих от знака магнитострикции. Установлено, что термообработка в парах серы БЗЛ Co72Ni12.2Fe5.7Si6.5B3.6 при температуре выше ТС, но ниже Ткр реализует более высокое значение µmax, более низкие значения Нс. Предполагается, что это может быть связано с созданием дополнительных растягивающих напряжений, появившихся в результате образования сульфида кобальта. Показано, что в магнитомягких пленках FeNbCuSiB формируется стохастическая магнитная структура. С уменьшением толщины пленок радиусы магнитных и структурных корреляций становятся сопоставимы друг с другом, в результате чего наблюдается переход от трех- к двумерным корреляциям намагниченности, которые, в свою очередь, влияют на формирование макроскопических свойств тонких магнитных пленок. Экспериментально установлены условия возникновения дрейфа доменных границ (ДГ) в монокристаллах ферритов-гранатов в импульсных магнитных полях в зависимости от частоты следования и амплитуды импульсов поля обратной полярности. В результате численного моделирования движения ДГ в импульсных магнитных полях получена схема движения доменных границ путем смещения положений равновесия ДГ в направлении дрейфа. Экспериментально установлено, что дрейф ДГ в биполярном импульсном магнитном поле происходит путём смещения положений равновесия, к которым ДГ возвращаются после воздействия импульсов поля, что согласуется с результатами численного моделирования. Определены режимы термообработок аморфных пленках типа FineMet реализующих атомно-структурное состояние, близкое по магнитным параметрам к магнитно-изотропному. Развиты теоретические и компьютерные модели образования цепочечных, лабиринтных и ветвистых структур в магнитных жидкостях и полимерах, как со сферическими, так и с хлопьеподобными частицами, под действием внешнего магнитного поля. Исследовано влияние этих структур на упругие и вязкие характеристики изучаемых систем. Теоретически обнаружена немонотонная зависимость макроскопического напряжения от величины деформации образца, объясняемая разрушением внутренних структур при достижении деформацией критически больших величин. Результаты могут быть использованы при развитии технологий магнитных актуаторов, искусственных мышц Проведены исследования тепловыделения в системах ферромагнитных наночастиц, образующих кольцеобразные кластеры под влиянием переменного магнитного поля. Исследовано влияние размера «кольца» на интенсивность выделения тепла одной частицей. Результаты могут быть использованы для развития магнитогипертермического метода терапии онкологических заболеваний. Развита теоретическая модель статической магнитной восприимчивости в магнитных гелях с ферромагнитными наночастицами. Полученные результатыпоказывают, что, в отличие от магнитныхжидкостей, межчастичные взаимодействия в феррогелях приводят к уменьшению макроскопической восприимчивости композита. Проведены экспериментальные и теоретические исследования влияния кислотности (рН) несущей среды на темп и тип структурообразование в магнитных микроэмульсиях. Полученные результаты могут быть использованы для развития направленного магнитотранспорта лекарств в организмах.