Разработки УНИИМ укрепили международные позиции России в области магнитных измерений — ФГУП «УНИИМ»


Разработки УНИИМ укрепили международные позиции России в области магнитных измерений

Ученые Уральского НИИ метрологии сделали серьезный шаг в обеспечении точности определения характеристик постоянных магнитов – изделий из магнитотвердых материалов, которые в наши дни получают стремительное и одновременно широкое распространение в самых различных отраслях мировой науки и производства. Для контроля магнитных свойств таких изделий необходимы магнитоизмерительные установки высокой точности, максимально приближенной к эталонным значениям. Решение этой задачи, в свою очередь, призваны обеспечить стандартные образцы свойств магнитотвердых материалов, над которыми и работают уральские ученые.

Изделия из магнитотвердых материалов – это постоянные магниты, которые представляют собой источники постоянных магнитных полей без затрат энергии. Благодаря интенсивному развитию новых технологий, в том числе в альтернативной энергетике и медицине, постоянные магниты получают самое широкое применение. Они используются в двигательных установках, системах навигации, ветряных турбинах и генераторах, магнитных сепараторах, магнитных системах фокусировки заряженных частиц, медицинских приборах и т.д. При этом неизменным остается курс на дальнейшую миниатюризацию исполнительных механизмов технических устройств. А значит, к энергоемкости постоянных магнитов и условиям их эксплуатации предъявляются все более высокие требования.

Это стимулирует как создание новых композиционных наноструктурированных магнитотвердых материалов на основе редкоземельных металлов, так и развитие новых методик и средств контроля, которые позволяют достоверно определять характеристики этих разработок. Все это ставит новые задачи в метрологическом обеспечении, диктуя, в частности, необходимость появления стандартных образцов магнитных свойств магнитотвердых материалов.

Стандартные образцы призваны решить важную проблему. Для контроля свойств постоянных магнитов нужны магнитоизмерительные установки высокой точности. Но испытания и поверка самих этих средств измерений весьма затруднительна, а при определенных обстоятельствах и вовсе становится практически не реализуемой задачей. Стандартные образцы утвержденного типа – это наиболее доступные и мобильные средства передачи единиц величин, применяемые в практике тысяч лабораторий разных стран.

Другой вопрос, что до настоящего времени ни в России, ни за рубежом просто не было стандартных образцов свойств магнитотвердых материалов утвержденного типа. И именно этот недостаток взялись восполнить уральские ученые.

В 2017-2018 годы в УНИИМ были разработаны и утверждены два новых типа государственных стандартных образцов магнитных свойств магнитотвердых материалов на основе редкоземельных металлов. Это стандартные образцы магнитных свойств магнитотвердых материалов на основе сплава NdFeB (набор МС NdFeB) ГСО 11059-2018/ГСО 11062-2018 и стандартные образцы магнитных свойств магнитотвердых материалов на основе сплава SmCo (набор МС NdFeB) ГСО 11148-2018/ГСО 11151-2018. Для их создания было использовано отечественное сырье, рассказал заведующий отделом промышленной метрологии ФГУП «УНИИМ» Михаил Малыгин.

При этом анализ потребностей производителей и потребителей постоянных магнитов в России и за рубежом показал, что для их удовлетворения необходимо разработать не менее пяти стандартных образцов магнитных свойств магнитотвердых материалов. Работы в этом направлении продолжаются, в них задействован хранимый и используемый в институте Государственный первичный эталон единиц мощности магнитных потерь, магнитной индукции постоянного магнитного поля ГЭТ 198-2017. Он был создан учеными УНИИМ в 2015-2016 годах и в 2017 году утвержден приказом Росстандарта.

Эталон позволяет проводить измерения магнитных характеристик с наивысшей в стране точностью, при этом в 2019 году будут начаты международные межлабораторные сличения, цель которых — подтвердить, что эталон находится на уровне лучших мировых аналогов. Продвижение уральских специалистов в области магнитных измерений сделало весомой заявку России на участие в международном техническом комитете по магнитным измерениям (IEC – TC 68 «Magnetic alloys and steels») при участии Российского ТК 428 «Магнитные материалы и изделия», в работе которого ФГУП «УНИИМ» уже участвует на одной из лидирующих позиций.