Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України
Описані результати виконання Інститутом металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАНУ інноваційного проекту по розробці технології одержання магнітом'яких нанокристалічних стрічкових сплавів на основі заліза шляхом надшвидкого охолодження розплаву, а також виготовлення з них магнітопроводів з високою т...
Збережено в:
| Дата: | 2005 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2005
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2675 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України / А.П. Шпак, В.В. Маслов, В.К. Носенко // Наука та інновації. — 2005. — Т. 1, № 3. — С. 92-111. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860248388353654784 |
|---|---|
| author | Шпак, А.П. Маслов, В.В. Носенко, В.К. |
| author_facet | Шпак, А.П. Маслов, В.В. Носенко, В.К. |
| citation_txt | Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України / А.П. Шпак, В.В. Маслов, В.К. Носенко // Наука та інновації. — 2005. — Т. 1, № 3. — С. 92-111. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Описані результати виконання Інститутом металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАНУ інноваційного проекту по розробці технології одержання магнітом'яких нанокристалічних стрічкових сплавів на основі заліза шляхом надшвидкого охолодження розплаву, а також виготовлення з них магнітопроводів з високою темпратурно-часовою стабільністю магнітних властивостей. Наведені приклади впровадження розроблених нанокристалічних магнітопроводів в таких галузях промисловості країни, як енергетика, електротехніка, приладобудування та розглянуті перспективи їх широкомасштабного застосування. Ключові слова: інновація, нанокристалічні сплави, магнітопроводи, магнітні властивості, ресурсозберігаюча технологія, енергетика, електротехніка, приладобудування.
Описаны результаты выполнения Институтом металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАНУ инновационного проекта по разработке технологии получения магнитомягких нанокристаллических ленточных сплавов на основе железа путем сверхбыстрого охлаждения расплава, а также изготовления из них магнитопроводов с высокой темпратурно-временной стабильностью магнитных свойств. Приведены примеры внедрения разработанных нанокристаллических магнитопроводов в таких отраслях промышленности страны, как энергетика, электротехника, приборостроение и рассмотрены перспективы их широкомасштабного применения. Ключевые слова: инновация, нанокристаллические сплавы, магнитопроводы, магнитные свойства, ресурсосохраняющая технология, энергетика, электротехника, приборостроение.
Results of execution in the G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the innovation project on development and processing of the soft magnetic nanocrystalline ribbon iron based alloys by rapid melt quenching as well as of the technology for making the magnetic cores with high time and temperature stability of the magnetic properties are considered. The examples are listed and the prospects are described for the broad application of the developed nanocrystalline magnetic cores in such branches of industry of Ukraine as power engineering, electrical engineering, device-making. Keywords: innovation, nanocrystalline alloys, magnetic cores, magnetic properties, resource-saving technology, power engineering, electrical engineering, device-making.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:39:31Z |
| format | Article |
| fulltext |
92
Інноваційні проекти Національної академії наук України
© НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. 2005
Наука та інновації.2005.Т 1.№ 3.С. 92–111.
РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧІ ТЕХНОЛОГІЇ
ВИРОБНИЦТВА НАНОКРИСТАЛІЧНИХ
ПРЕЦИЗІЙНИХ МАГНІТНИХ МАТЕРІАЛІВ
ЯК СКЛАДОВА ІННОВАЦІЙНОГО РОЗВИТКУ
ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНОЇ
ГАЛУЗЕЙ ПРОМИСЛОВОСТІ УКРАЇНИ
А. П. Шпак, В. В. Маслов, В. К. Носенко
Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, Київ
Надійшла до редакції 25.04.05
Резюме: Описані результати виконання Інститутом металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАНУ
інноваційного проекту по розробці технології одержання магнітом'яких нанокристалічних
стрічкових сплавів на основі заліза шляхом надшвидкого охолодження розплаву, а також
виготовлення з них магнітопроводів з високою темпратурно)часовою стабільністю магнітних
властивостей. Наведені приклади впровадження розроблених нанокристалічних магнітопроводів в
таких галузях промисловості країни, як енергетика, електротехніка, приладобудування та розглянуті
перспективи їх широкомасштабного застосування.
Ключові слова: інновація, нанокристалічні сплави, магнітопроводи, магнітні властивості, ресурсо)
зберігаюча технологія, енергетика, електротехніка, приладобудування.
А. П. Шпак, В. В. Маслов, В. К. Носенко. РЕСУРСОСОХРАНЯЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРО-
ИЗВОДСТВА НАНОКРИСТАЛИЧЕСКИХ ПРЕЦИЗИОННЫХ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
КАК СОСТАВНАЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОТЕХ-
НИЧЕСКОЙ ОТРАСЛЕЙ УКРАИНЫ.
Резюме: Описаны результаты выполнения Институтом металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАНУ
инновационного проекта по разработке технологии получения магнитомягких нанокристаллических
ленточных сплавов на основе железа путем сверхбыстрого охлаждения расплава, а также
изготовления из них магнитопроводов с высокой темпратурно)временной стабильностью магнитных
свойств. Приведены примеры внедрения разработанных нанокристаллических магнитопроводов в
таких отраслях промышленности страны, как энергетика, электротехника, приборостроение и
рассмотрены перспективы их широкомасштабного применения.
Ключевые слова: инновация, нанокристаллические сплавы, магнитопроводы, магнитные свойства,
ресурсосохраняющая технология, энергетика, электротехника, приборостроение.
A. P. Shpak, V. V. Maslov, V. K. Nosenko. RESOURCE-SAVING PRODUCTION TECHNOLOGIES
OF NANOCRYSTALLINE PRECISION MAGNETIC MATERIALS AS COMPONENT OF INNOVA-
TION DEVELOPMENT OF POWER AND ELECTRIC ENGINEERING BRANCHES OF INDUS-
TRY OF UKRAINE.
Abstract: Results of execution in the G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the innovation proj)
ect on development and processing of the soft magnetic nanocrystalline ribbon iron based alloys by rapid
melt quenching as well as of the technology for making the magnetic cores with high time and temperature
93НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
1. ПРО ДЕЯКІ ПРОБЛЕМИ
ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКИ УКРАЇНИ
Галузь електроенергетики України – це висо)
корозвинений комплекс по виробництву, роз)
поділу та збуту електричної енергії. Сумарна
встановлена потужність електростанцій Ук)
раїни складає близько 60 000 000 кВт. Основ)
на частка (близько 60 %) в структурі вироб)
ничих потужностей припадає на теплові елек)
тростанції (ТЕС) і близько 30 % – на гідрое)
лектростанції (ГЕС). В останні 15 років ос)
новне зростання генеруючих потужностей в
енергосистемі України забезпечувалось за ра)
хунок атомної енергетики, що призвело до
згортання розвитку теплоенергетики та влас)
ної паливної бази. Були істотно скорочені об)
сяги фінансування та ресурсного забезпечен)
ня реконструкції електростанцій. Довготри)
вала експлуатація ТЕС і ГЕС без достатнього
поповнення основних виробничих фондів
призвели до значного зносу основного та до)
поміжного обладнання.
Передача та розподіл виробленої елект)
роенергії здійснюється через розгалужену ме)
режу ліній електропередач усіх рівнів напру)
ги. Висока централізація виробництва елект)
роенергії на великих електростанціях визна)
чила розвиток в Україні потужних міжсис)
темних зв'язків та мереж з напругою від 330
до 750 кВ, довжина яких складає близько 20
000 км. На сьогодні в Україні експлуатується
більше одного 1 000 000 км ліній електропере)
дач всіх класів напруги (80 % з них складають
розподільчі з напругою від 0,4 до 10 кВ) та
близько 195 000 мегаватних трансформатор)
них потужностей (підстанцій). Значна части)
на мереж та трансформаторів фізично та мо)
рально застаріла. Подальший розвиток елект)
ромереж передбачає створення нових конст)
рукцій, більш надійних та екологічно безпеч)
них, та забезпечення умов проведення ре)
монтних робіт під напругою. Модернізації та
оновлення потребують електрообладнання,
системи автоматики і безпеки (зокрема, об)
ладнання для релейного захисту у високо)
вольтних (ВВ) мережах) та ведення обліку
електроспоживання. Для забезпечення націо)
нальної енергетичної безпеки розробка нових
технологій, виготовлення сучасних матеріа)
лів та електротехнічного обладнання повинні
проводитися в Україні.
Енергоємність валового національного
продукту України на 30–40 % вища, ніж в
промислово розвинених країнах; а енер)
гоємність галузей, пов'язаних з виробницт)
вом матеріалів, порівняно з цими ж країнами
вища в 2–3 рази. Значною мірою це пов'язано
з великим обсягом енергозатратних вироб)
ництв у важкій промисловості та низьким
ККД споживання енергії в технологічних
процесах.
Значних зусиль потребує налагодження
системи моніторингу та обліку споживання
електроенергії, особливо в найбільш затрат)
них галузях промисловості та побутовій
сфері. Технічна досконалість систем ком)
плексної автоматизації електроенергетичних
об'єктів – розподільчих пристроїв електрос)
танцій, високовольтних підстанцій енергосис)
тем і споживачів електроенергії є одним із
вирішальних чинників ефективного та надій)
ного функціонування електроенергетичної
галузі України [1].
stability of the magnetic properties are considered. The examples are listed and the prospects are described
for the broad application of the developed nanocrystalline magnetic cores in such branches of industry of
Ukraine as power engineering, electrical engineering, device)making.
Keywords: innovation, nanocrystalline alloys, magnetic cores, magnetic properties, resource)saving tech)
nology, power engineering, electrical engineering, device)making.
94
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
В останні роки комерційний облік елект)
роенергії з використанням вимірювальних
трансформаторів струму (ТС) в розподільчих
мережах енергосистем напругою 0,4 кВ та у
споживачів проводився на основі викорис)
тання однофазних двообмоточних ТС класу
0,5 та індукційних триелементних елект)
ролічильників класу 2,0. В результаті викори)
стання застарілих матеріалів в осердях ТС та
старої конструкції індукційних лічильників в
процесі експлуатації їх похибка зростає до
10–15 % (від'ємна похибка індукційного лі)
чильника збільшується на 1–1,5 % щорічно).
Такий енергооблік за умов спаду та значних
коливань навантаження споживачів вирізня)
ється великою похибкою, що призводить до
недообліку електроенергії та росту комер)
ційних втрат. За різними оцінками, їх частка
становить 25–30 % усіх комерційних втрат.
Виходом із цієї ситуації є відмова від вироб)
ництва всіх без винятку індукційних лічиль)
ників другого класу, заміна їх на електронні, а
також заміна ТС класу 1,0 та 0,5 на вимірю)
вальні трансформатори класу 0,5S; 0,2 або
0,2S, які використовуються в західних краї)
нах і забезпечують значно менші похибки в
широкому діапазоні вимірювання первинно)
го струму.
У сучасних електронних лічильників по)
вна споживана потужність мережею струму
не перевищує 0,1–0,5 Вт, що в 4–10 разів мен)
ше, ніж у індукційних [2]. Тому заміна індук)
ційних лічильників електронними у всіх ви)
падках покращує режим роботи вимірюваль)
них ТС. З переходом до використання в ко)
мерційному обліку електронних (мікропро)
цесорних) лічильників знижуються вимоги
до номінального навантаження ТС: його мож)
на обмежити величиною 5 Вт (у ТС для об)
ліку з індукційними лічильниками воно скла)
дає 10–20 Вт та більше), що в кінцевому ре)
зультаті зменшує технічні втрати електрое)
нергії на приладний облік. Нескладні розра)
хунки [2] свідчать, що при встановленні в
енергосистемі 100 000 сучасних ТС економія
потужності на кожному лише в 10 Вт дасть
сумарну економію електроенергії в 1 МВт, а
річна економія електроенергії складе
8760 МВт·год і в грошовому еквіваленті ста)
новитиме $350 000 при реальній її вартості
$0,04 за 1 кВт·год.
З огляду на стан проблеми Закон України
про енергозбереження передбачає, зокрема,
якнайшвидше вирішення проблем створення
та впровадження нових енергозберігаючих
технологій та виготовлення сучасних новіт)
ніх матеріалів електротехнічного та електрон)
ного призначення для потреб вітчизняної
енергетики та приладобудування відповідно)
го профілю.
Безперечно, вирішення всіх проблем пе)
ребудови галузі електроенергетики України
можливе лише за умови використання найсу)
часніших наукових розробок інноваційного
характеру, до яких можна віднести і високо)
продуктивну технологію отримання мате)
ріалів з унікальними магнітними, механічни)
ми та хімічними властивостями шляхом над)
швидкого охолодження розплаву (НШОР).
Впровадження цієї технології в промисло)
вість держава фінансово підтримала в мину)
лому році.
2. НШОР – ЯКІСНО НОВА
ТЕХНОЛОГІЯ У СУЧАСНОМУ
МАТЕРІАЛОЗНАВСТВІ
2.1. Технологія НШОР як засіб отримання
металевих сплавів з особливими
структурними станами та
фізико'хімічними властивостями
Методи гартування з рідкого стану (над)
швидкого охолодження розплавів із швидко)
стями 105–107 К/с) стали найбільш перспек)
тивними методами отримання матеріалів з
особливими властивостями. Технології, що
95НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
базуються на цих методах, дають змогу в екс)
тремально нерівноважних умовах твердіння
реалізувати особливі (аж до аморфного)
структурні і фазові стани, які забезпечують
таким швидкозагартованим сплавам унікаль)
не поєднання високих характеристик міцнос)
ті, а також електричних, магнітних, корозій)
них та інших властивостей, що неможливо
при використанні традиційних металургій)
них технологій.
Пріоритет у цій новій галузі, яка активно
розвивається впродовж двох останніх деся)
тиріч і напрочуд вдало об'єднує фундамен)
тальні дослідження в області фізики конден)
сованого стану з ефективними матеріалоз)
навчими і технологічними розробками, нале)
жить українським і американським вченим.
Тут не можна не згадати професора І. С. Мі)
рошниченка, який у 50)х рр. минулого
століття одним з перших у світі розпочав
діяльність по створенню методик надшвид)
кого охолодження розплавів (НШОР) та от)
риманню з наступним всебічним систематич)
ним дослідженням швидкозагартованих ма)
теріалів, випередивши на цілий рік публіка)
цією в 1959 р. (ж)л "Заводська лабораторія")
публікацію американського професора
П. Дувеза ("J. Appl. Phys." [3, 4]). Завдяки цим
піонерським роботам швидкозагартовані
аморфні та мікрокристалічні сплави (трохи
пізніше до них приєдналися і нанокрис)
талічні) виділились в новий самостійний
клас матеріалів, а монографія І. С. Мірошни)
ченка "Гартування з рідкого стану" [5] і тепер
не втратила своєї значимості для вчених і
фахівців в цій області досліджень і розробок.
У випадку кристалічних сплавів викори)
стання методів НШОР призводить до істот)
ного зниження хімічної сегрегації; зменшен)
ня розмірів зерен у продуктах гартування до
величини менше 1 мкм вже у вихідному ли)
тому стані (одержати такий розмір і сьогодні
є досить серйозною проблемою для існуючих
технологій литва та подальших операцій пе)
реробки); істотного збільшення меж взаємної
розчинності компонентів сплавів; появи но)
вих метастабільних фаз; значних морфо)
логічних змін у структурі тощо. Перерахо)
вані ефекти в сукупності надають інструмен)
тальним і конструкційним сталям різного
призначення, жароміцним нікелевим суперс)
плавам, припоям, висококремністим елект)
ротехнічним сталям і сплавам (часто крих)
ким при отриманні їх за традиційними техно)
логіями), а також іншим мікрокристалічним
матеріалам властивостей, продиктованих ви)
могами сучасної техніки і технології [6].
Щодо аморфних металевих сплавів
(АМС), то їх утворення є результатом екст)
ремально нерівноважного твердіння розпла)
ву з формуванням, незалежно від концент)
рації компонентів, однофазної системи з
відсутністю трансляційної симетрії в розта)
шуванні атомів і з високим ступенем струк)
турної однорідності. В АМС відсутні такі ха)
рактерні для кристалічних сплавів дефекти,
як вакансії і дислокації, межі зерен, двійники
і дефекти упаковки, а також різного роду сег)
регації, ліквація і інші джерела фазової та
структурної неоднорідності. Саме це надає
аморфним сплавам унікального поєднання
фізико)хімічних та механічних властивостей.
У лабораторній та виробничій практиці
використовуються найрізноманітніші мето)
ди НШОР, які дозволяють одержувати швид)
козагартовані сплави у вигляді стрічок,
фольги, тонкого листа, проволоки, мікродро)
ту, гранул, порошків, покриттів і ін. (досить
докладний огляд цих методів зроблений на)
ми в [7]). Найпоширенішим серед них завдя)
ки високій продуктивності є так званий ме)
тод спінінгування розплаву [8, 9], коли роз)
плавлений у тиглі метал під надлишковим
тиском ежектується через сопло певної фор)
ми на зовнішню поверхню диска)охолоджу)
вача, що обертається з лінійною швидкістю
до 40 м/с. При цьому утворюється стрічка, як
це показано на рис. 1. Товщина її для
96
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
більшості аморфних сплавів не перевищує
50–60 мкм, а ширина може бути більшою 1 м
при належному технічному рівні гартуваль)
ного устаткування.
2.2. Стан досліджень та розробок
у галузі створення нових матеріалів
та їх отримання з використанням
технології НШОР
Систематичні дослідження та розробки,
пов'язані із використанням швидкісної за)
калки з рідкого стану для одержання аморф)
них, нано) та мікрокристалічних сплавів в
Інституті металофізики НАН України було
розпочато за ініціативи академіка В. В. Не)
мошкаленка більш як 20 років тому. Створе)
на за цей час експериментально)технологічна
база по одержанню швидкозагартованих
сплавів методом спінінгування розплаву сьо)
годні не має аналогів у країні. Проведені в
Інституті розробки та всебічні дослідження
дали можливість встановити взаємозв'язок
між умовами одержання швидкозагартова)
них стрічок сплавів різного типу та їх якістю
(однорідність стрічок по товщині, стан по)
верхонь та бокових кромок, шорсткість то)
що), яка зумовлює особливості структурного
стану стрічок та безпосередньо пов'язана з
рівнем і відтворюваністю їх фізико)хімічних
властивостей. Були виявлені нові зако)
номірності та механізми утворення і росту
кристалів у аморфних сплавах, завдяки чому
було знайдено нові шляхи впливу керовано)
го легування на рівень їх термічної стійкості
та фізико)хімічних властивостей. Віднайдені
при цьому технічні та технологічні рішення
захищені авторськими свідоцтвами (на час
СРСР) та патентами України.
В останні роки в Інституті активного роз)
витку набув якісно новий напрямок в ма)
теріалознавстві сучасних прецизійних ма)
теріалів – магнітом'яких нанокристалічних
сплавів на основі заліза (до 80 %) типу
Finemet (базова система FeSiBCuNb, [10]).
Унікальні магнітні властивості цих сплавів
зумовлені співвідношенням (~ 1 : 3) аморф)
ної та нанокристалічної фаз α)Fe(Si), що
формується при частковій контрольованій
кристалізації вихідних аморфних стрічок зі
сплавів певного хімічного складу. Зазначимо,
що наразі нанокристалічні сплави з розміра)
ми зерен 10–20 нм можна одержувати і без)
посередньо з розплаву, а це дає підстави вва)
жати технологію НШОР основною складо)
вою групи нанотехнологій в металургійній
галузі, зокрема мікрометалургії. В порівнян)
ні з кристалічними магнітом'якими преци)
а б в
Рис. 1. Загальний вигляд установки для гартування розплаву (а), процес одержання (б) та вигляд (в) аморфної
стрічки
97НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
зійними сплавами, які використовуються в
електро) та радіотехніці, електроніці, прила)
добудуванні (а це провідні для України га)
лузі сучасної техніки та технології) і (за ви)
нятком деяких марок феритів) традиційно
імпортуються в Україну, нанокристалічні
сплави типу Finemet вдало поєднують більш
високий рівень властивостей з меншою
вартістю.
Готовність Інституту до подальшої ак)
тивної участі в розробці цього якісно нового і
важливого для країни напрямку в сучасному
матеріалознавстві з метою створення нових
конкурентноздатних нанокристалічних спла)
вів та до пошуку додаткових резервів підви)
щення їх властивостей значною мірою зумо)
вили такі фактори, як наявність кваліфікова)
них кадрів у галузі досліджень та розробки
аморфних сплавів, а також необхідної експе)
риментально)технологічної бази з НШОР. Її
складовими є плавильне устаткування різної
потужності для приготування вихідних спла)
вів, термічне обладнання для проведення
термообробок аморфних стрічок у широкому
температурному діапазоні, а також необхідне
гартувальне устаткування. На рис. 2 показа)
на автоматизована гартувальна установка за)
критого типу з комп'ютерною реєстрацією
основних параметрів гартування (швидкість
обертання диска, зміна тиску ежектування в
процесі виливу розплаву та зміна його темпе)
ратури тощо) та наявністю зворотного зв'яз)
ку, що дає можливість підтримувати ці пара)
метри в ході швидкоплинного процесу на за)
даному програмою рівні і тим самим одержу)
вати зразки для досліджень в ретельно кон)
трольованих умовах. Важливо, що це облад)
нання продуктивністю до 0,5 кг/цикл (разо)
вий вилив) дає можливість одержувати в за)
хисній атмосфері (гелій, аргон, вуглекислий
газ) якісні аморфні та нанокристалічні
стрічки сплавів, що містять активні компо)
ненти. Крім того, гартувальне обладнання з
продуктивністю до 3 кг/цикл (процес здій)
снюється на повітрі, рис. 1, а) дає змогу виго)
товляти не тільки зразки для досліджень, але
й дослідні та дослідно)промислові партії
аморфних і нанокристалічних стрічок.
На протязі кількох років в Інституті про)
водились фундаментальні дослідження взає)
мозв'язку рівня магнітних властивостей з
умовами одержання та особливостями атом)
ної будови вихідних аморфних стрічок
сплавів типу Finemet і наноструктурними
станами, які формуються в них залежно від
хімічного складу в різних умовах термооб)
робки. За результатами проведених дослід)
жень та розробок в Інституті було створено
більше 20)и нових економнолегованих висо)
копроникних нанокристалічних сплавів на
основі заліза, склад яких був оптимізований
за співвідношенням як основних компо)
нентів, так і легуючих домішок. Наявність
домішок дає можливість здійснювати кон)
трольований вплив на формування потріб)
них нанокристалічних станів та кількість на)
нокристалічної фази в аморфній матриці.
Рис. 2. Виконавчий директор УНТЦ Ів Кармель огля-
дає автоматизовану установку НШОР для гартування
розплаву в захисній атмосфері (2004 р.)
98
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Магнітні властивості (індукція насичення,
початкова та максимальна магнітна про)
никність, коерцитивна сила, загальні втрати
в осерді в інтервалі частот до 500 кГц) то)
роїдальних магнітопроводів різної геометрії,
виготовлених з цих сплавів, після оптималь)
них термообробок є більш високими порів)
няно з відповідними показниками для відо)
мих сплавів цього класу, а також для низки
феритів та пермалоїв промислових марок. Ге)
ометрія тороїдальних магнітопроводів визна)
чалася існуючими стандартами: внутрішній
діаметр/зовнішній діаметр – висота, мм. До)
бре зарекомендували себе нанокристалічні
сплави (FeSiB)96,6(CuNb)3,4 – (ММ–1Н) та
(FeSiB)96(CuNb)4 – (ММ–11Н).
З урахуванням перспективи промисло)
вого виробництва розроблених нанокрис)
талічних сплавів принципово важливою є
розробка технології їх приготування не
тільки з чистих компонентів, але й з вітчиз)
няної нерафінованої сировини (феробор, фе)
ронікель, кремній)сирець, технічне залізо).
Проведене коригування оптимальних ре)
жимів термообробки сплавів з технічно чис)
тих компонентів забезпечило їм рівень маг)
нітних властивостей не гірший в порівнянні з
властивостями сплавів з чистих компонентів
однакового хімічного складу. Крім того, знач)
на увага приділялася відпрацюванню техно)
логії нанесення на нанокристалічні стрічки
електроізоляційних покрить та виготовлення
з них монолітних стрічкових магнітопрово)
дів різних габаритів та геометрій у відповід)
ності з номенклатурою виробів, які виготов)
ляються підприємствами України.
Значною мірою вирішенню конструк)
торських та технологічних проблем сприяє
діяльність малого підприємства ТОВ "МЕЛ)
ТА", створеного при Інституті за ініціативи
авторів статті, а також академіків В. В. Не)
мошкаленка та В. Г. Барьяхтара, що в різні
часи були директорами ІМФ НАНУ і всіля)
ко підтримували розвиток досліджень
аморфних та нанокристалічних сплавів. Без)
перечно, створення МП було зумовлене тими
обставинами, що склалися в країні на почат)
ку 90)х років минулого століття і потребува)
ли нових форм діяльності науковців для
практичної реалізації наукових розробок.
Відійшли в небуття такі на свій час цікаві і,
безперечно, перспективні форми інтегруван)
ня науки у виробництво, як міжгалузеві на)
уково)технічні комплекси (МНТК) на базі
таких потужних інститутів Академії, як ІЕЗ
ім. Є. О. Патона, ІПМ ім І. М. Францевича та
ін. На жаль, майже повністю була зруйнована
і система ДКТБ з дослідними виробництва)
ми, які для багатьох академічних інститутів
також були містком між наукою та вироб)
ництвом. Але попри розчарування та ма)
теріальні труднощі, які спричинили значний
відтік науковців та спеціалістів з установ
Академії, залишилися в Інституті справжні
ентузіасти, які продовжували провадити на)
укові дослідження.
Створення такого підприємства на базі
хоч і не дуже потужної на той час експери)
ментально)технологічної бази, а також отри)
мані уже позитивні результати створення но)
вих аморфних сплавів та розробки оптималь)
них технологічних режимів їх одержання да)
вало надію за умови наявності промислового
підприємства)замовника розраховувати на
матеріальну (хай і невелику) підтримку на)
укових та інженерно)технічних працівників,
що сприяло, без сумніву, збереженню кадро)
вого потенціалу Інституту. Крім того, такі за)
мовлення давали кошти для придбання сиро)
вини на виготовлення сплавів та, що найваж)
ливіше, на проведення подальших науково)
технічних розробок при витратах, значно
менших порівняно з установами державної
форми власності. Важливим при визначенні
основної спрямованості діяльності МП було
те, що як на Заході, так і в Росії було вже
підтверджено перспективність розробок у га)
лузі матеріалознавства швидкозагартованих
99НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
сплавів. Так, у 1990 р. міністрами відомої
"дев'ятки" був завізований проект союзної
програми "Суперсплав)технологія" по виго)
товленню та широкомасштабному впровад)
женню швидкозагартованих аморфних і
мікрокристалічних матеріалів на підприєм)
ствах міністерств оборонного комплексу у
зв'язку з їх конверсією та переорієнтацією на
виготовлення високоякісних товарів народ)
ного вжитку. Згідно з цим проектом, який
внаслідок відомих причин так і не був ре)
алізований, виробництво аморфних сплавів
передбачалося вивести в 2005 р. на рівень
60 000 т/рік, у т. ч. аморфних магнітом'яких
сплавів для магнітопроводів різноманітного
призначення на рівень 20 000 т/рік. Зауважи)
мо, що обсяг виробництва таких матеріалів у
1991 р. лише в США становив більше 100 000
т/рік, в Росії – близько 15 т/рік (в минулому
році він становив близько 55 т.) Що ж сто)
сується України, то в ній і на сьогодні
відсутнє виробництво навіть простої ізотроп)
ної та анізотропної трансформаторних ста)
лей. Для виготовлення різних типів транс)
форматорів, дроселів та інших елементів си)
лової електроніки така сталь імпортується із
Росії. Звідти імпортуються і прецизійні
магнітом'які сплави – пермалої та суперма)
лої, що використовуються в Україні для виго)
товлення електромагнітних екранів, ВЧ)дро)
селів, магнітних підсилювачів тощо.
За останні 12 років МП ТОВ "МЕЛТА" у
відповідності з визначеними основними на)
прямками діяльності Інституту виконало
значний об'єм робіт по створенню нового та
модернізації існуючого технологічного об)
ладнання для надшвидкого гартування роз)
плаву, одержанню дослідних та дослідно)
промислових партій різних типів прецизій)
них аморфних та нанокристалічних сплавів,
розробці технологій виготовлення з них мо)
нолітних стрічкових магнітопроводів різних
типів і габаритів з урахуванням вимог до їх
масового виробництва, а також різних типів
трансформаторів, дроселів тощо. Зокрема бу)
ла проведена апробація цих виробів на
підприємствах України, що сприяло успіш)
ній промисловій реалізації (комерціалізації)
розробок ІМФ НАНУ. Так, в останні роки
дослідні партії магнітопроводів були з
успіхом використані в складі вимірювальних
трансформаторів струму серійних електрон)
них одно) та трифазних лічильників електро)
енергії типу СЕО)1 та СЕТ)11ПА на прилад)
ному заводі "Електрон" та Південному радіо)
заводі (м. Жовті Води), у блоках живлення
промислового обладнання для електрофоре)
зу потужністю до 15 кВт на АТ "Форез"
(м. Київ), у складі високовольтних (30–
60 кВ) високочастотних імпульсних транс)
форматорів вітчизняних рентгенівських
(флюорографічних) апаратів у ТОВ "Меді)
рент" (м. Київ) тощо. Нові економічні маг)
нітом'які аморфні та нанокристалічні сплави
дають можливість знизити масу перетворю)
ючих пристроїв в 1,5–4 рази з одночасним
зниженням кількості міді в їх обмотках до
40 % порівняно з феритами, пермалоями та
високоякісною трансформаторною сталлю.
Таким чином, до виконання інноваційно)
го проекту в 2004 р., основною метою якого
було визначення та відпрацювання в умовах
промислового виробництва технологічних
параметрів одержання високоякісних стрі)
чок з розроблених нанокристалічних сплавів,
а також виготовлення з них тороїдальних
стрічкових магнітопроводів з зовнішнім еле)
ктроізоляційним покриттям, які б мали висо)
ку стабільність магнітних властивостей в
діапазоні температур використання –60 –
+130 °С, Інститут приступив цілком підго)
товленим, спираючись на наявні матеріалоз)
навчі та технологічні наробки, а також нако)
пичений уже досвід МП ТОВ "МЕЛТА" по
впровадженню одержаних результатів у ви)
робництво. У виконанні проекту взяли
участь Інститут фізики та Інститут електро)
динаміки НАНУ, Національний університет
100
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
"Львівська політехніка", а також підприємс)
тва приватної та колективної форми влас)
ності, зокрема, МП ТОВ "МЕЛТА". Саме на
нього було покладено завдання впроваджен)
ня результатів проекту у виробництво на
підприємствах України.
3. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА
ВИСОКОСТАБІЛЬНИХ НАНО-
КРИСТАЛІЧНИХ МАГНІТОПРОВОДІВ
ЯК СВОЄЧАСНА ІННОВАЦІЯ ДЛЯ
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІНТЕНСИВНОГО
РОЗВИТКУ ЕНЕРГЕТИКИ ТА
ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ КРАЇНИ
3.1. Характеристика основних
результатів виконання
інноваційного проекту
3.1.1. Модернізація гартувального
обладнання
До базових етапів проекту слід віднести мо)
дернізацію технологічного устаткування для
виробництва нанокристалічних стрічкових
сплавів. Кошторисом проекту було передбаче)
не придбання сучасного високошвидкісного
пірометра фірми "IMPAC" Infratherm ISQ5
($5 000) і налагодження цифрової комп'ютер)
ної системи реєстрації вимірюваного сигналу
(температури), що й було реалізовано. Завдя)
ки виготовленій системі позиціонування піро)
метра відносно поверхні гартувального диска
стало можливим вимірювання температури
розплаву безпосередньо в процесі отримання
аморфної стрічки, а це, в свою чергу, дало мож)
ливість враховувати та своєчасно компенсува)
ти можливі зміни гідродинамічних характери)
стик розплаву при зниженні температури на
протязі процесу розливки. Крім того, було ви)
готовлено систему позиціонування ана)
логічного пірометра (модель IP140) для
відслідковування для відслідковування тако)
го важливого технологічного параметра, як
зміна температури поверхні гартувального
диска в процесі виливу.
Технічний рівень гартувальної установки
якісно підвищився за рахунок її комплектації
оригінальною прецизійною електронно)оп)
тичною системою візуалізації та безконтакт)
ного вимірювання відстані між об'єктами,
створеною спеціалістами НУ "Львівська
політехніка". Зокрема ця система дала змогу
вимірювати величину тонкого зазору між
зрізом ливарного сопла і поверхнею гарту)
вального диска з точністю не менше ±10 мкм.
Це стало можливим завдяки тому, що у
відхиляючій системі електронно)променевої
трубки, яка входить до складу скануючої оп)
тичної системи, було використано осердя із
розробленого в Інституті аморфного сплаву.
Підтримання величини зазору постійною за)
безпечувала електромеханічна система з ви)
користанням сучасних високоточних дви)
гунів (фірми "Ленце") з приводами керуван)
ня змінного струму.
Здійснені заходи дозволили суттєво роз)
ширити технологічні можливості одержання
високоякісних аморфних стрічок в контроль)
ованих умовах. Останню розробку можна
розглядати як початковий етап створення в
стислі строки низки експортноспроможних
систем безконтактного контролю швидкоп)
линних автоматизованих процесів, зокрема в
галузі нанотехнологій.
3.1.2.Виготовлення тороїдальних
стрічкових магнітопроводів
У рамках проекту було виготовлене та прид)
бане обладнання для намотування стрічко)
вих магнітопроводів з нанокристалічних
сплавів. В процесі виконання цього етапу
значна увага приділялася особливостям тех)
нології виготовлення (намотування) магні)
топроводів з високими показниками темпе)
ратурної стабільності магнітних характерис)
тик на високих (10 кГц – 3 МГц) частотах в
101НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
умовах масового виробництва. Зокрема,
придбаний автоматизований станок для на)
мотування магнітопроводів "Модуль)30" ви)
робництва ЗАТ "Мстатор" (Росія) (рис. 3)
після проведеної модернізації дав можли)
вість здійснювати намотування стрічкових
магнітопроводів типових розмірів в діапазоні
3÷20 6÷32/1÷10 (рис. 3.), в т. ч. мінімальних
розмірів (3 6/3; 3,5 8,5/1,2; 6 9,5/3) для те)
лекомунікаційних систем.
Розроблена технологія намотування та
термообробки тороїдальних (кільцевих)
осердь орієнтована на використання аморф)
них та нанокристалічних стрічок із сплавів з
високими показниками температурної ста)
більності магнітних характеристик на висо)
ких (10 кГц – 3 МГц) частотах.
3.1.3. Технологія нанесення
електроізоляційного покриття
Для успішного використання аморфних та
нанокристалічних магнітом'яких матеріалів у
магнітопроводах дроселів та трансформа)
торів на частотах 20–200 кГц велике значення
має забезпечення надійної міжвиткової ізо)
ляції. Якісна ізоляція повинна мати високу
теплопровідність для полегшення відводу
тепла, бути достатньо тонкою, щоб не погір)
шити коефіцієнт заповнення і в той же час без
пробою витримувати значний електричний
потенціал.
Забезпечення мінімальних витрат елект)
роенергії на перемагнічування, особливо для
невеликих нанокристалічних осердь, що при)
значені для роботи на частотах 100–200 кГц,
стало можливим при проживленні їх лаком
"chromofix" (ТУ6)15)67.47)77). Після поліме)
ризації замонолічене (зафіксоване) осердя
має надійну міжвиткову ізоляцію та одночас)
но є захищеним від вологи. Останнє особливо
важливо при використанні сплавів на основі
заліза. Розроблений спосіб замонолічування
магнітопроводу дозволяє використовувати
× ××
×
його без додаткової ізоляції (каркасу).
Для створення міжвиткової ізоляції у
відпалених осердях із нанокристалічних
сплавів випробовувались також кремнійор)
ганічні (КО) лаки вітчизняного вироб)
ництва. Найкращим з них є лак КО 815, який
забезпечував мінімальну втрату (особливо у
випадку сплаву ММ)11Н) магнітної проник)
ності після полімеризації, а також її довгот)
ривалу та температурну стабільність.
Використання стрічкових магнітопро)
водів тороїдальної та, особливо, видовженої
прямокутної форми у вимірювальних прила)
дах та блоках живлення для авіакосмічної
техніки також потребує їх фіксації (замо)
нолічування). Перевантаження, що виника)
ють при старті космічного апарату та на по)
чатковій стадії польоту, вимагають підвище)
ної міцності стрічкових осердь.
У процесі виконання роботи остаточну
монолітизацію відпалених осердь із FM)
сплавів здійснювали у розбірних циліндрич)
них та прямокутних формах. В якості компа)
Рис. 3. Автоматизований станок для намотування
магнітопроводів "Модуль-30"
102
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
унд для замонолічування відпалених осердь
використовували полімерну композицію
КФ)1, розроблену спеціалістами ВО "Карат"
(м. Львів), або більш міцний та термостійкий
матеріал, розроблений ТОВ "МЕЛТА"
(м. Київ). Відмінними рисами цих матеріалів
у порівнянні з іншими випробуваними ком)
паундами є високі показники теплопро)
відності, міцності та ізоляційної здатності.
Розроблена технологія замонолічування да)
ла можливість виготовлювати високоміцні
стрічкові магнітопроводи необхідної гео)
метрії (рис. 4), надійно захищені від вологи
та електричних пробоїв між осердям та об)
моткою, що особливо важливо при їх викори)
станні у високовольтних (ВВ) трансформа)
торах та дроселях.
Для забезпечення високого ступеня тем)
пературної та довготривалої стійкості нано)
кристалічних стрічкових магнітопроводів
розроблено продуктивну технологію всебіч)
ного нанесення на них електроізоляційних
полімерних високотемпературних покриттів
з використанням порошкових термотвердію)
чих полімерів. Покриття з порошкових тер)
мотвердіючих полімерів – відносно новий
напрямок у розвитку лакофарбової техніки.
Фізико)механічні та інші властивості полі)
мерних покриттів значно вищі, ніж лакофар)
бових, а технологія їх нанесення набагато
простіша. Але головними факторами, що на)
перед визначили перевагу цих покриттів для
створення зовнішньої ізоляції магнітопро)
водів, є фактична відсутність у них розчин)
ників та практична безвідходність технології
нанесення покриття. Якщо при отриманні
покриття за традиційною мокрою техно)
логією (з використанням фарб, лаків чи
епоксидних компаундів) газовиділення (ви)
паровування розчинників) складає 30–70 %,
то при використанні порошкових полімерів
воно не перевищують 1 %. Це істотно змен)
шує усадку покриття при полімеризації та,
відповідно, знижує рівень стискаючих напру)
жень, що, як правило, погіршують магнітні
характеристики нанокристалічних магніто)
проводів.
Виготовлене та придбане за кошти проек)
ту обладнання для нанесення всебічного
полімерного високотемпературного покриття
та його полімеризації дало змогу розробити
продуктивну технологію почергового нане)
сення трибостатичним методом тонких шарів
розроблених порошкових композицій із ма)
теріалів на епоксидній, поліефірній та
змішаній основах на відносно великі партії
Рис. 4. Зразки монолітних тороїдальних стрічкових нанокристалічних осердь різного розміру, в т. ч. прямокут-
не стрічкове осердя 14 14/750×
103НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
нанокристалічних осердь (в т. ч. мініатюрних
для телекомунікаційних систем), розміщених
на щільній неіржавіючій сітці (каркасі) з
швидкою полімеризацією кожного шару.
Процес нанесення шарів покриття на обидва
боки осердь (перевертання осердь здійсню)
ється після кожного етапу полімеризації)
відбувається до досягнення необхідної тов)
щини покриття на кожному з осердь. На рис.
5 показані дослідно)промислові партії то)
роїдальних магнітопроводів із всебічним по)
лімерним покриттям. Створення високопро)
дуктивної лінії дало можливість отримати
дослідні та дослідно)промислові партії нано)
кристалічних магнітопроводів з міцним елек)
троізоляційним покриттям.
3.1.4. Обладнання для досліджень
магнітних властивостей магнітопроводів
та їх температурної і часової
стабільності
Згідно з технічним завданням проекту була
розроблена та виготовлена за участі спе)
ціалістів ПП "НовіТех" автоматизована уста)
новка для магнітних вимірювань, складови)
ми якої є малоінерційна безградієнтна піч з
регулятором температури до 400 °С для од)
ночасного дослідження магнітної проник)
ності (фактору індуктивності) 2–4 магнітних
осердь з ізоляційним полімерним покриттям
або капсульованих у пластикові бокси. За)
пропонована система забезпечувала вимірю)
вання та збереження даних про фактор індук)
тивності 1–4 осердь у процесі їх нагрівання,
охолодження та витримки при встановленій
та стабілізованій температурі на протязі до 2
000 годин. Для проведення низькотемпера)
турних досліджень у Інституті фізики НАНУ
був виготовлений кріостат з спеціалізованою
вимірювальною системою, яка давала мож)
ливість вивчати магнітні властивості нано)
кристалічних магнітопроводів при темпера)
турах від кімнатної до температури рідкого
азоту.
Експериментальні дані, одержані на
створеному устаткуванні, дозволили скори)
гувати склад нанокристалічних сплавів та
технологію термообробки виготовлених з
них магнітних осердь. Це, в свою чергу, дало
змогу забезпечити постійність магнітної про)
никності осердь при тих значеннях темпера)
тури, коли проникність в осердях із тра)
диційних кристалічних матеріалів, таких, як
пермалої чи ферити, безповоротно деградує.
Рис. 5. Дослідно-промислові партії тороїдальних магнітопроводів із всебічним полімерним покриттям
104
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
3.1.5. Магнітні властивості
нанокристалічних осердь
та їх термочасова стабільність
Атестація часової стабільності магнітної про)
никності нанокристалічних тороїдальних
стрічкових осердь (магнітопроводів), капсу)
льованих у пластикові бокси, а також із зов)
нішнім електроізоляційним покриттям при
низьких (до –60 °С) та підвищених (100–130
°С) температурах є необхідною передумовою
надійної та стабільної роботи електронних
компонентів систем управління, передачі
інформації (телекомунікаційних систем),
контролю та вимірювань в умовах пониже)
них і підвищених температур.
У процесі виконання проекту вивчалася
температурна та часова стабільності таких
магнітних характеристик нанокристалічних
магнітопроводів, як магнітна проникність,
індукція насичення та енерговитрати в осер)
дях. На рис. 6 наведені температурні залеж)
ності початкової магнітної проникності для
декількох зразків. Із порівняння властивос)
тей нанокристалічних осердь з властивостя)
ми Mn)Zn)фериту (рис. 7) випливає безпе)
речна перевага розроблених магнітом'яких
матеріалів. Слід відзначити, що температур)
на та часова стабільності магнітних власти)
востей нанокристалічних сплавів значно ви)
ща, ніж аморфних сплавів, в тому числі і на
основі Со.
Рис. 6. Температурні залежності mі нанокристалічних
осердь (12/20-10) із сплавів ММ-1Н, ММ-11Н та
МM-12Н. Швидкість нагрівання близько 5 К/хв
Рис. 7. Температурна стабільність початкової проник-
ності µµі (а), індукції насичення Bs (б) та втрат в осерді
Рс (в), виготовленого з нанокристалічного сплаву
ММ-11Н
в
б
а
105НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
Проведені дослідження показали прак)
тичну відсутність втрат на перемагнічування
в нанокристалічних осердях у процесі їх вит)
римки до 30 год при температурі 150 °С, що
свідчить про характерну для них високу ча)
сову стабільність і має велике значення,
оскільки при роботі силових трансформа)
торів завжди відбувається їх розігрівання, і
втрати при цьому зазвичай зростають.
Магнітні властивості нанокристалічних
осердь в малих полях, які визначаються по)
чатковою проникністю також характеризу)
ються високою часовою стабільністю в діапа)
зоні кліматичних (–40 ÷ +50 °С) температур.
У процесі вивчення характеру змін властиво)
стей нанокристалічних осердь при підвище)
них та кріотемпературах були визначені
найбільш температурностабільні сплави та,
відповідно, виготовлені з них магнітопрово)
ди, експлуатаційні характеристики яких на)
ведені в табл. 1. Забезпечення високої ста)
більності магнітних характеристик нанокри)
сталічних сплавів у діапазоні температур
–60 ÷ +150 °С та максимальної часової
стабільності магнітної проникності при тем)
пературах 100–130 °С стало можливим у ре)
зультаті оптимізації їх хімічного складу, ре)
тельного дотримання умов проведення крис)
талізаційних відпалів, оптимального добору
складу та методів виготовлення зовнішніх
електроізоляційних покриттів.
Таким чином, нанокристалічні сплави з
огляду на їх суттєво вищу порівняно з тра)
диційними прецизійними сплавами темпера)
турну та часову стабільності гістерезисних
магнітних властивостей до температур
~150 °С слід розглядати як магнітом'які ма)
теріали з великими перспективами практич)
ного використання в сучасній енергетиці,
електротехніці та високоточному приладобу)
дуванні.
3.2. Апробація та промислове
впровадження нанокристалічних
магнітопроводів у пристроях
та приладах енергетики
та електротехніки
Випробування та встановлення експлуа)
таційних характеристик готових магнітопро)
водів проводилося спільно зі спеціалістами
підприємств)споживачів у відповідності з
існуючими стандартами та метрологічними
вимогами до серійних виробів підприємств
приладобудівного, радіо) та електротехнічно)
го профілю, а також до їх нових і близьких до
промислової реалізації перспективних розро)
бок. На протязі другого півріччя 2004 р. було
виготовлено та поставлено на вітчизняні
підприємства більше 3 000 магнітопроводів із
нанокристалічних сплавів. Крім того, були ви)
готовлені дослідні та дослідно)промислові
партії вимірювальних ТС різного призначен)
ня з нанокристалічними магнітопроводами із
сплавів ММ)1Н та ММ)11Н (рис. 8).
3.2.1. Вимірювальні трансформатори
струму одно' та трифазних електронних
лічильників електроенергії
Нанокристалічні стрічкові магнітопроводи
МТ02510С)01)0021 розміром 20/25)10 з цих
сплавів були використані замість імпортних
(російських) кільцевих осердь у серійних ви)
робах ВАТ "Еенерготерм" (м. Вінниця), зок)
Таблиця 1. Експлуатаційні характеристики розробле-
них економнолегованих нанокристалічних магніто-
проводів
106
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
рема, у вимірювальних трансформаторах
струму однофазних електронних лічиль)
ників безпосереднього (прямого) включення
типу ЛМ)1Т, призначених для обліку елект)
роенергії споживання на комунальних та
промислових об'єктах. Поставлені ТОВ
"МЕЛТА" промислові партії магнітопро)
водів, що характеризуються високою маг)
нітною проникністю (µі = 30000–80000) та
індукцією насичення 1,2 Т, цілком задоволь)
няють вимогам виробництва та дозволяють
випускати лічильники ЛМ)1Т першого класу
точності відповідно до діючого ГОСТу. Зва)
жаючи на високі експлуатаційні властивості
нанокристалічних магнітопроводів і довгот)
ривалу стабільність їх характеристик, під)
приємство встановило середній термін служ)
би лічильників протягом 24 років при ек)
сплуатації його в температурному діапазоні
–20 ÷ +55 °С.
Зацікавленість ВАТ "ЕНЕРГОТЕРМ" та
інших приладобудівних і енергетичних ком)
паній нанокристалічними високостабільни)
ми магнітопроводами зумовлена переходом
провідних у цих галузях підприємств до ви)
пуску нових конкурентоспроможних мо)
дифікацій мікропроцесорних лічильників
відповідно до ГОСТ 30207)94. Виробники
лічильників передбачають як високу точ)
ність вимірювань, так і необхідне забезпечен)
ня незалежності величини вихідного сигналу
(в т. ч. трансформатора струму) від наявності
постійної складової в мережі струму, що ви)
мірюється. Створення таких нових вимірю)
вальних ТС можливе на цей час на базі виго)
товлених ТОВ "МЕЛТА" дослідних партій
розрізних (20/25)10 із сплаву ММ)1Н) та
відпалених у поперечному магнітному полі
(14/17,5)6,5 із сплаву ММ)11Н) нанокриста)
лічних магнітопроводів, стійких до підмагні)
чування постійним струмом. Успішне завер)
шення розробки дасть можливість замінити
трансформатори струму фірми "VAC"
(ФРН), які на цей час імпортуються під)
приємством, на вітчизняні.
3.2.2. Промислові трансформатори
струму
Важливою проблемою сучасної електроенер)
гетики є надійність промислових ТС та як
можна більш тривалий термін їх експлуатації
без втрати властивостей. Основним призна)
ченням таких ТС є, зазвичай, створення про)
порційного сильному первинному струму
більш слабкого, який є зручнішим для
вимірів або може бути використаним для уп)
равління різними мережами. Найбільшого
Рис. 8. Дослідні та дослідно-промислові партії вимірювальних трансформаторів струму різного призначення
107НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
поширення в енергетиці отримали трансфор)
матори для перетворення струму від
100–1000 А в більш придатний для вимірю)
вання – 1,0–5,0 А. Водночас енергетики
відзначають, що при періодичних перевірках
ТС з магнітопроводами із електротехнічної
сталі через погіршення метрологічних харак)
теристик в результаті так званого магнітного
старіння відбраковується, залежно від умов
експлуатації, від 20 до 80 % ТС. В той же час
нанокристалічні сплави за своїми магнітними
властивостями не поступаються навіть перед
супермалоєм та мають близьку до нуля
магнітострикцію, значно вищу початкову та
максимальну магнітні проникності (табл. 1)
порівняно з магнітною проникністю транс)
форматорної сталі, для якої ці значення ста)
новлять 400 та 8 000 відповідно. Крім того,
цим сплавам властиві надзвичайно вузька
петля гістерезису (коерцитивна сила стано)
вить Нс < 2,5 А/м, тоді як для електротехніч)
них сталей вона дорівнює 65–100 А/м), висо)
кий питомий електричний опір (1,2 мкОм·см,
що в 2–2,5 вище, ніж у сталі) та, відповідно,
суттєво менші втрати на вихрові струми, що
не перевищують 4–5 Вт/кг на частоті 20 кГц.
Важливо, що нанокристалічні магнітопрово)
ди здатні зберігати рівень властивостей при
визначених існуючим стандартом температу)
рах та вологості більше 100 років, що за)
свідчує екстраполяція результатів досліджень
температурної та часової стабільностей їх
магнітних характеристик, проведених у про)
цесі виконання проекту. Завдяки такому
рівню властивостей тороїдальні осердя із на)
нокристалічних ММ)1Н) та ММ)11Н)спла)
вів спроможні забезпечити трансформаторам
змінного (до 1 000 Гц) струму клас точності
на рівні 0,2–0,5S, що не поступається суча)
сним західним стандартам. У процесі вико)
нання проекту в Інституті були виготовлені з
урахуванням умов експлуатації та необхідної
точності дослідні та дослідно)промислові
партії монолітних осердь великого розміру
(45/75)35, 60/90)50, 80/120)35 і 90/130)35)
для промислових (станційних) знижуючих
(100/5)1500/5 А) трансформаторів струму
напругою 6 та 10 кВ класу точності 0,2S. Вони
були передані ВАТ "Енергопостачальна ком)
панія "ХМЕЛЬНИЦЬКОБЛЕНЕРГО" для
вирішення проблеми організації високоточ)
ного комерційного обліку споживаної елект)
роенергії. За висновком енергетиків, рівень
характеристик нанокристалічних магнітопро)
водів в поєднанні з їх високою стабільністю
дає можливість використовувати їх у вироб)
ництві навіть лабораторних та еталонних
трансформаторів струму класу точності вище
за 0,02. Крім того, проведені експлуатаційні
випробування нових ТС з нанокристалічни)
ми магнітопроводами засвідчили їх стійкість
до підмагнічування постійною складовою
струму, яке в умовах експлуатації може бути
фактором розкрадання електроенергії. На)
явність цієї складової збільшує від'ємну по)
хибку вимірюючого ТС (зокрема, для їх ста)
рих моделей) у 2–2,5 рази при навантаженні
споживання менше 50 % від номінального.
Важливими також є результати проведених у
ВАТ "ХМЕЛЬНИЦЬКОБЛЕНЕРГО" ви)
пробувань ТС з нанокристалічними осердями
в динамічних режимах, моделюючих реальні
процеси комутації навантажень та коротких
замикань з кратністю струмів 10–25 Іном.
Будь)яких змін робочих параметрів цих ТС
при навантаженнях не відбулося.
3.2.3. Трансформатори струму витоку
нових пристроїв захисного відключення
(ПЗВ)
Здатність нанокристалічних магнітопроводів
забезпечувати високу точність вимірювання
малих (до 10–30 мА) струмів дозволила за)
стосовувати їх у датчиках (трансформато)
рах) струму витоку пристроїв захисного
відключення (ПЗВ), що використовуються в
енергетиці, промисловому виробництві та в
108
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
побутовій техніці. Виготовлена в рамках про)
екту дослідно)промислова партія таких
трансформаторів з магнітопроводами 15/20)
6,5 із сплаву ММ)11Н (рис. 8) передана в
ЗАТ "Тираспольський електроапаратний за)
вод" (Молдова) для використання в складі
диференціальних пристроїв захисту з чутли)
вістю 30 мА. Завдяки високій (більше 40 000)
початковій магнітній проникності нанокрис)
талічних магнітопроводів та більш низьким
порівняно з пермалоєм втратам на пере)
магнічування, виготовлені трансформатори
забезпечили високу чутливість ПЗВ до стру)
му витоку, зменшення їх габаритів та, відпо)
відно, зниження вартості. Повністю успішни)
ми були проведені в НДІЕА (м. Ставрополь,
Росія) кваліфікаційні та сертифікаційні ви)
пробування нових ПЗВ)АВДТ66)29 з транс)
форматорами ТСВ)220)1/10 … 100 (ТУ У
21466665.009)04) виробництва ТОВ "МЕЛ)
ТА". Вже в березні 2005 р. завод перейшов на
серійне виробництво ПЗВ, програма якого
розрахована на виготовлення до кінця року
50 000 ПЗВ; трансформатори струму вар)
тістю $1,3 з нанокристалічними магнітопро)
водами для їх комплектації здійснюватиме
ТОВ "МЕЛТА". Крім того, найближчим ча)
сом ЗАТ "Тираспольський електроапаратний
завод" розпочинає виготовлення ПЗВ з чут)
ливістю 10 мА на базі трансформаторів з на)
нокристалічними магнітопроводами ТСВ)
220)1/10 … 100.
3.2.4. Стержневі стрічкові магніто'
проводи для індукційних магнітометрів
Для Львівського центру (ЛЦ) Інституту кос)
мічних досліджень (ІКД) НКАУ та НАНУ
розроблено технологію виготовлення прямо)
кутних стержневих нанокристалічих магні)
топроводів з високою механічною міцністю
та стабільністю магнітної проникності в тем)
пературному інтервалі –50 ÷ +150 °С. Було
виготовлено та передано до ЛЦ ІКД дослід)
но)промислову партію монолітних стержне)
вих магнітопроводів (рис. 4) розмірами
10 10 750 та 12,5 12,5 1000 для комплек)
тації створюваних в ЛЦ надчутливих індук)
ційних магнітометрів, призначенням яких є
вимірювання малих змін магнітного поля
при проведенні космічних та геофізичних
досліджень. Отримані значення чутливості
індукційних зондів з нанокристалічними
магнітопроводами на 15–17 % перевищують
чутливість зондів, в яких використовуються
найкращі стрічкові пермалої, і саме тому ці
нові магнітометри знайшли попит в Японії,
Німеччині, Італії та ін.
3.2.5. Нанокристалічні магнітопроводи
в узгоджуючих вихідних широкополосних
трансформаторах
Виготовлену дослідну партію (50 шт.) узгод)
жуючих вихідних широкополосних транс)
форматорів різноманітних систем звукозапи)
су з магнітопроводами 20/32)10 і 25/40)15 із
нанокристалічного сплаву ММ)1Н було пе)
редано в АТ "Національна радіокомпанія" (м.
Київ). Використання трансформаторів з на)
нокристалічними осердями замість ферито)
вих (чи з трансформаторної сталі) в різно)
манітних системах звукозапису та відтворен)
ня забезпечило завдяки їх великому запасу
потужності високу якість сигналів у широко)
му (від 10 Гц до 30 кГц) частотному діапазоні.
Більш ефективними порівняно з магнітопро)
водами із традиційних магнітом'яких сплавів
виявилися магнітопроводи з розмірами 4/8)
4,5 з всебічним полімерним ізоляційним по)
криттям із нанокристалічного сплаву ММ)
1Н в узгоджуючих широкополосних малога)
баритних імпульсних трансформаторах теле)
комунікаційних систем (ВО "Завод ім. Пет)
ровського", м. Київ), а також магнітопроводи
з розмірами 3/6)3 в узгоджуючих імпульсних
мікротрансформаторах міні)АТС (завод ім.
Т. Шевченка, м. Харків).
×× × ×
109НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
3.2.6. Монолітні нанокристалічні
магнітопроводи в вихідних силових
трансформаторах імпульсних джерел
живлення
Здійснене в процесі виконання проекту до)
опрацювання технології виготовлення вели)
когабаритних (90/125)75) монолітних нано)
кристалічних магнітопроводів масою до
2,5 кг зі стабільними до температур 130 °С
властивостями із сплаву ММ)11Н дало мож)
ливість виготовити та поставити на Держав)
не підприємство "Дніпропетровський науко)
во)виробничий комплекс "Електровозобуду)
вання" дослідно)промислову партію магніто)
проводів з метою виготовлення потужних
вихідних трансформаторів для надійних та
ефективних імпульсних джерел живлення та
комплектації ними вітчизняних електро)
возів. Магнітні, електричні та механічні влас)
тивості цих магнітопроводів виявилися на
рівні кращих імпортних аналогів, зокрема
магнітопроводів виробництва фірми
СІМЕНС, та майже втричі вищими за
відповідні властивості феритних магнітопро)
водів. Силові трансформатори з нанокрис)
талічними магнітопроводами використані в
серійному виробництві електровозів.
4. НАСТУПНИЙ ЕТАП
ПРОМИСЛОВОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ
СТВОРЕНИХ ІННОВАЦІЙНИХ
ТЕХНОЛОГІЙ
Європейський вибір розвитку економіки Ук)
раїни зумовлює необхідність переходу до
інноваційної моделі. У розвинених країнах
світу посилюються тенденції щодо приско)
рення темпів розробки та практичної ре)
алізації нових високопродуктивних техно)
логій, спрямованих в першу чергу на ресурсо)
та енергозбереження як фактори стійких
темпів економічного зростання, розробку та
освоєння промислового виробництва абсо)
лютно нових видів матеріалів і обладнання. У
цьому зв'язку зазначимо, що в академічному
середовищі термін "комерціалізація науки"
(точніше, її результатів) поки що не став звич)
ним. А на Заході при обговоренні тих чи
інших напрямків фундаментальних дослід)
жень в університетах чи дослідницьких цент)
рах цілком природними є питання щодо мож)
ливого "application" майбутніх результатів цих
досліджень. Безперечно, що пильна увага до
цього боку діяльності науковців є віянням ча)
су і відображує ті об'єктивні зміни, що відбу)
ваються сьогодні в суспільстві та в різних сфе)
рах людської діяльності, включаючи наукову.
Приклади використання результатів на)
укових розробок нашого Інституту на рівні
промислового виробництва в підприємствах
енергетичної, електротехнічної та, частково,
приладобудівної галузей наведені не тільки
для того, щоб проілюструвати ті вагомі пере)
ваги, які дає технологія надшвидкого гарту)
вання розплавів в одержанні найсучасніших і
економічних магнітних матеріалів. Важливим
є те, що можливості цієї технології завдяки її
багатофункціональності є значно ширшими.
Наприклад, вона дозволяє одержувати
унікальні аморфні та мікрокристалічні
стрічкові припої на основі міді, які замінюють
золото), та срібломісткі припойні матеріали, а
також високотемпературні припої на Fe)Cr)
Si)B), Ni)Mn), Ni)Mn)W)Co)основах для пай)
ки конструкцій із спеціальних (в т. ч. вуглеце)
вих) сталей, стільникових конструкцій з
неіржавіючих та жароміцних сплавів, вузлів
та деталей газових турбін, тощо.
Своє завдання автори вбачають і в тому,
щоб звернути увагу керівників провідних га)
лузей промисловості країни на існування ре)
альних можливостей виводу розгалуженої
промисловості України на якісно новий
рівень за рахунок інновацій, в основі яких
знаходились би набуті вже результати різно)
планових фундаментальних досліджень та
розробок, які проводяться установами На)
110
Інноваційні проекти Національної академії наук України
НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
ціональної Академії наук. Вирішити пов'я)
зані з цим проблеми лише власними силами
науковці, безперечно, не в змозі, особливо,
коли йдеться про широкомасштабне впрова)
дження наукових розробок у виробництво.
Так, наприклад, певною проблемою є те, що
Інститут разом з МП сьогодні не в змозі задо)
вольнити існуючі запити підприємств Ук)
раїни щодо нових аморфних і нанокрис)
талічних матеріалів, а також виробів з них
(більшість з яких, до речі, мають подвійне
призначення). Виробництво аморфної стріч)
ки в поточному році не перевищить ~2 тон
через недостатню потужність гартувального
обладнання. І все ж таки це дасть можливість
до кінця року знизити імпортні поставки
магнітопроводів в Україну та здійснити їх ек)
спорт (див. табл. 2).
Водночас попит вітчизняних підприєм)
ств на такі матеріали та відповідні вироби, чи
напівфабрикати (магнітопроводи) з них сут)
тєво зростає. Крім того, на ці вироби уже є
попит у країнах Західної Європи, в Росії, Ки)
таї, Сінгапурі, Молдові та ін. На розроблені
нашими фахівцями технології виготовлення
мініатюрних магнітопроводів для засобів те)
лекомунікації звернули увагу деякі провідні
фірми США, зокрема, Beta Transformer
Technology Corporation.
Усе вищесказане робить вельми актуаль)
ним завдання крупнотонажного виробництва
аморфних, нано) і мікрокристалічних сплавів
та стрічкових магнітопроводів із них на ос)
нові технології надшвидкого охолодження
розплаву. Успішне вирішення цієї проблеми
прискорило б поступ України до енергетич)
ної незалежності. Розгортання такого вироб)
ництва на металургійних гігантах країни на)
вряд чи можна вважати виправданим, зважа)
ючи на великі капітальні вкладання, зумов)
лені технічним переоснащенням та досить
тривалим терміном їх окупності. На нашу
думку, за відповідних умов до промислової
реалізації такої великомасштабної інновації
найбільш підготовленим є саме МП ТОВ
"МЕЛТА" завдяки його тісному зв'язку з Ін)
ститутом, набутому вже досвіду та кваліфіко)
ваним кадрам, які є в Україні тільки у нас.
Першочерговою із зазначених умов є
створення продуктивного гартувального об)
ладнання потужністю 20–50 кг за цикл роз)
ливки (її вартість становитиме близько $700
000). Необхідною умовою є також створення
відповідної "інфраструктури". Вона має скла)
датися з плавильної установки для виплавки
вихідних сплавів (вартістю $250 000); при)
стосування для намотування одержаної
стрічки; машини для її подовжнього розрізу)
вання (довжина стрічок при значній масі
вихідного сплаву може сягати кілометрів);
станків для намотування магнітних осердь
різних розмірів; спеціальних печей для
термічної та термомагнітної обробки сотень і
тисяч осердь; пристрою для упаковки кожно)
го осердя в пластикові бокси і нанесення
всебічного ізоляційного полімерного покрит)
тя; лінії для розрізування магнітопроводів
або формування в них немагнітного зазору та
шліфовки їх торцевих частин; стенду для ек)
спресного контролю (перевірки і відбракову)
вання) магнітних властивостей термооброб)
лених та упакованих осердь, а також складсь)
ких приміщень для зберігання сировини і го)
тової продукції. Повна вартість такого проек)
ту становитиме не менше $1 500 000, термін
реалізації – біля 2,5 років з поетапним вве)
денням основних засобів і випуском перших
промислових партій продукції через 1,5 роки.
Таблиця 2. Експортні та імпортозамінні можливості
створюваної науково-технічної продукції (план
2005 р.)
111НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 3, 2005
Інноваційні проекти Національної академії наук України
Що стосується робочих приміщень для
розміщення такого технологічного комплек)
су (1 000 кв.м), то (як можливий варіант) во)
ни могли б орендуватися на території техно)
логічного корпусу ІМФ НАНУ.
Проведений маркетинг дає підстави вва)
жати, що найбільшим попитом як на
внутрішньому, так і на європейському і світо)
вому ринках користуватимуться магнітопро)
води для вимірювальних ТС в електронних
лічильниках електроенергії і мініатюрні
магнітопроводи для телекомунікаційних
трансформаторів. Середня конкурентна ціна
магнітопроводу масою до 15 г складе $1,0 (та)
кою ж може бути ціна магнітопроводу масою
0,5 г), тобто об'єм реалізації від продажу
близько 1 400 000 магнітопроводів масою
15 г, виготовлених з 20–22 тон аморфної
стрічки, становитиме близько $1 400 000. При
виробництві нанокристалічних магнітопро)
водів масою 2–3 г по ціні $0,8–0,9, або гото)
вих вимірювальних ТС з магнітопроводами
масою близько 30 г (~ 700 000 шт/рік) по ціні
не менше $3–3,5 за трансформатор, окупність
проекту складатиме близько 3 років.
Виконання інноваційного проекту, пов'я)
заного з розширенням об'ємів та номенкла)
тури магнітопроводів, можливе лише за умо)
ви супроводу його відповідними інвести)
ціями (наприклад, це міг би бути безвідсот)
ковий банківський кредит, чому могла б по)
сприяти держава). Тим самим був би задово)
лений попит вітчизняних підприємств на
ефективні магнітом'які матеріали, що звіль)
нило б підприємців від примх та високої вар)
тості імпорту. При цьому відкрилися б нові
можливості створення найсучасніших при)
ладів, обладнання та устаткування для енер)
гетики, електроніки, електро) і радіотех)
нічних галузей промисловості.
На закінчення хочеться висловити надію,
що приклад ІМФ НАНУ, як і інших інсти)
тутів Академії, які в стислі терміни впрова)
дили низку важливих для країни розробок за
результатами виконання інноваційних про)
ектів у 2004 р., сприятиме тому, що підупала
останніми роками увага влади до проблем
академічної науки та науковців зросте. Є
надія, що держава звернеться до великих і ще
багато в чому не використаних можливостей
практичної віддачі науки. Це єдино вірний та
ефективний шлях інтенсивного розвитку
економіки, на який уже давно і впевнено ста)
ли розвинені країни, а наздоганяти, як відо)
мо, завжди важко…
ЛІТЕРАТУРА
1. Танкевич Є. М. Первинні вимірювальні канали
систем комплексної автоматизації електроенерге)
тичних об'єктів // Автореферат дисертації на здо)
буття наукового ступеня доктора технічних наук /
ІЕД НАНУ, Київ, 2004, 37с.
2. Гуртовцев А. Л, Бордаев В. В., Чижонок В. И.
Низковольтные однофазные измерительные транс)
форматоры тока // Электрические сети и системы.
–2004.–№ 3.–С. 44–53.
3. Мирошниченко И. С., Салли И. В. Установка для
кристаллизации сплавов с большой скоростью ох)
лаждения // Заводcкая лаборатория.–1959.–т. 25.
–№ 11.–С. 1398–1399.
4. Duwes P., Willens R. H., Klement W. Continuous
series of metastable solid solutions in silver)copper
alloys // J. Appl Phys.–1960.–v. 31.–№ 6.–
Р. 1136–1139.
5. Мирошниченко И. С. Закалка из жидкого состоя)
ния.–М.: Металлургия, 1982, 167 с.
6. Ефимов Ю. В., Варлимонт Г., Мухин Г. Г. и др.
Метастабильные и неравновесные сплавы.–М.:
Металлургия, 1988, 383 с.
7. Маслов В. В., Падерно Д. Ю. Получение аморф)
ных металлических сплавов // В кн. Аморфные
металлические сплавы.–К.: Наук. думка, 1987,
С. 52–86.
8. Pat. 3862658 USA/ Extented retention of melt)spun
ribbon on quenching wheel // J.R.Bedell.–Publ.
28.01.75.
9. Libermann H. H., Graham C. D. Production of
amorphous alloy ribbons and effects of apparatus
parameters on ribbon dimensions // IEEE Trans.
Magn.–1976.–MAG)12.–№ 6.–Р. 921–923.
10. Yoshizawa Y., Oguma S., Yamauchi K. New Fe)
based soft magnetic alloys composed of ultraflne
graine structure // J.Appl. Phys.–1988.–v. 64. № 10.–
Р. 6044–6046.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-2675 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1815-2066 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:39:31Z |
| publishDate | 2005 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шпак, А.П. Маслов, В.В. Носенко, В.К. 2008-12-24T13:23:18Z 2008-12-24T13:23:18Z 2005 Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України / А.П. Шпак, В.В. Маслов, В.К. Носенко // Наука та інновації. — 2005. — Т. 1, № 3. — С. 92-111. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin1.03.092 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2675 Описані результати виконання Інститутом металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАНУ інноваційного проекту по розробці технології одержання магнітом'яких нанокристалічних стрічкових сплавів на основі заліза шляхом надшвидкого охолодження розплаву, а також виготовлення з них магнітопроводів з високою темпратурно-часовою стабільністю магнітних властивостей. Наведені приклади впровадження розроблених нанокристалічних магнітопроводів в таких галузях промисловості країни, як енергетика, електротехніка, приладобудування та розглянуті перспективи їх широкомасштабного застосування. Ключові слова: інновація, нанокристалічні сплави, магнітопроводи, магнітні властивості, ресурсозберігаюча технологія, енергетика, електротехніка, приладобудування. Описаны результаты выполнения Институтом металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАНУ инновационного проекта по разработке технологии получения магнитомягких нанокристаллических ленточных сплавов на основе железа путем сверхбыстрого охлаждения расплава, а также изготовления из них магнитопроводов с высокой темпратурно-временной стабильностью магнитных свойств. Приведены примеры внедрения разработанных нанокристаллических магнитопроводов в таких отраслях промышленности страны, как энергетика, электротехника, приборостроение и рассмотрены перспективы их широкомасштабного применения. Ключевые слова: инновация, нанокристаллические сплавы, магнитопроводы, магнитные свойства, ресурсосохраняющая технология, энергетика, электротехника, приборостроение. Results of execution in the G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the innovation project on development and processing of the soft magnetic nanocrystalline ribbon iron based alloys by rapid melt quenching as well as of the technology for making the magnetic cores with high time and temperature stability of the magnetic properties are considered. The examples are listed and the prospects are described for the broad application of the developed nanocrystalline magnetic cores in such branches of industry of Ukraine as power engineering, electrical engineering, device-making. Keywords: innovation, nanocrystalline alloys, magnetic cores, magnetic properties, resource-saving technology, power engineering, electrical engineering, device-making. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України Ресурсосохраняющие технологии производства нанокристаллических прецизионных магнитных материалов как составная инновационного развития энергетической и электротехнической отраслей Украины Resource-saving production technologies of nanocrystalline precision magnetic materials as component of innovation development of power and electric engineering branches of industry of Ukraine Article published earlier |
| spellingShingle | Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України Шпак, А.П. Маслов, В.В. Носенко, В.К. Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України |
| title | Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України |
| title_alt | Ресурсосохраняющие технологии производства нанокристаллических прецизионных магнитных материалов как составная инновационного развития энергетической и электротехнической отраслей Украины Resource-saving production technologies of nanocrystalline precision magnetic materials as component of innovation development of power and electric engineering branches of industry of Ukraine |
| title_full | Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України |
| title_fullStr | Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України |
| title_full_unstemmed | Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України |
| title_short | Ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості України |
| title_sort | ресурсозберігаючі технології виробництва нанокристалічних прецизійних магнітних матеріалів як складова інноваційного розвитку енергетичної та електротехнічної галузей промисловості україни |
| topic | Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України |
| topic_facet | Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2675 |
| work_keys_str_mv | AT špakap resursozberígaûčítehnologíívirobnictvananokristalíčnihprecizíinihmagnítnihmateríalívâkskladovaínnovacíinogorozvitkuenergetičnoítaelektrotehníčnoígaluzeipromislovostíukraíni AT maslovvv resursozberígaûčítehnologíívirobnictvananokristalíčnihprecizíinihmagnítnihmateríalívâkskladovaínnovacíinogorozvitkuenergetičnoítaelektrotehníčnoígaluzeipromislovostíukraíni AT nosenkovk resursozberígaûčítehnologíívirobnictvananokristalíčnihprecizíinihmagnítnihmateríalívâkskladovaínnovacíinogorozvitkuenergetičnoítaelektrotehníčnoígaluzeipromislovostíukraíni AT špakap resursosohranâûŝietehnologiiproizvodstvananokristalličeskihprecizionnyhmagnitnyhmaterialovkaksostavnaâinnovacionnogorazvitiâénergetičeskoiiélektrotehničeskoiotrasleiukrainy AT maslovvv resursosohranâûŝietehnologiiproizvodstvananokristalličeskihprecizionnyhmagnitnyhmaterialovkaksostavnaâinnovacionnogorazvitiâénergetičeskoiiélektrotehničeskoiotrasleiukrainy AT nosenkovk resursosohranâûŝietehnologiiproizvodstvananokristalličeskihprecizionnyhmagnitnyhmaterialovkaksostavnaâinnovacionnogorazvitiâénergetičeskoiiélektrotehničeskoiotrasleiukrainy AT špakap resourcesavingproductiontechnologiesofnanocrystallineprecisionmagneticmaterialsascomponentofinnovationdevelopmentofpowerandelectricengineeringbranchesofindustryofukraine AT maslovvv resourcesavingproductiontechnologiesofnanocrystallineprecisionmagneticmaterialsascomponentofinnovationdevelopmentofpowerandelectricengineeringbranchesofindustryofukraine AT nosenkovk resourcesavingproductiontechnologiesofnanocrystallineprecisionmagneticmaterialsascomponentofinnovationdevelopmentofpowerandelectricengineeringbranchesofindustryofukraine |