Μελέτη φαινομένου γιγαντιαίας μαγνητοεμπέδησης σε άμορφο μαγνητικό σύρμα για χαμηλές και μεσαίες συχνότητες

Abstract

Ο σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής, διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση του φαινομένου της γιγαντιαίας μαγνητοεμπέδησης (GMI) επί άμορφου σύρματος Co-Fe-Si-B σε χαμηλές και μεσαίες σύχνότητες. Το πειραματικό μέρος διεξήχθη στο εργαστήριο Μεταλλογνωσίας της σχολής Μηχανικών Μεταλλείων και Μεταλλουργών του Ε.Μ.Πολυτεχνείου. Στην εισαγωγή της παρούσας εργασίας αναφέρονται βασικά στοιχεία μαγνητοστατικής και, εν γένει, δίνονται θεμελιώδεις έννοιες περί μαγνητικών υλικών και των ιδιοτήτων τους. Στη δεύτερη ενότητα, αναλύεται εις βάθος το φαινόμενο GMI. Επιπλέον, η αναφορά εξειδικευεται στα άμορφα υλικά και την εκδήλωσή του φαινομένου σε αγωγοούς υπό μορφή σύρματος. Στην τρίτη ενότητα, γίνεται αναφορά στο πειραματικό μέρος της εργασίας. Επίσης, παρατίθενται οι μετρήσεις στο πεδίο του χρόνου και της συχνότητας. Η πειραματική διαδικασία ζέγινε βάσει διαφόρων τιμών στατικού πεδίου πόλωσης και συχνότητας του οδηγούμενου ρεύματος στον αγωγό. Στην τέταρτη ενότητα, παρατίθενται τα συμπεράσματα των πειραμάτων και οι προοπτικές χρήσης της διάταξης σε αισθητήρια εφαρμογή.

The scope of this thesis is the investigation of giant magneto-impedance effect (GMI) on amorphous Co-Fe-Si-B wire using low and intermediate frequency current. The experimental part of this thesis took part in the Physical Metallurgy laboratory of the School of Mining and Metallurgical Engineering of National Technical University of Athens. In the introduction of the present study, general aspects of magnetostatics and fundamental issues about magnetic materials and their characteristics are given. In the second section, a thorough analysis of GMI effect follows. Additionally, the study is specialized in GMI effect on amorphous wires. In the third section, the experimental part of the thesis is given. Also, there are the measurements taken which are analyzed in time and frequency domain. The experiments were conducted under several static, magnetic field and current frequency conditions. In the fourth part, conclusions, based on experimental data, are cited and there is an analysis of the future prospects of GMI effect being used in magnetic field sensors. KEY WORDS Giant magneto-impedance, soft ferromagnets, amorphous magnetic materials, magnetic field sensor, iron, cobalt and nickel alloys. ii