Область знаний: 

02-207 – Магнитные явления

Руководитель научной школы - Пастушенков Юрий Григорьевич, доктор физико-математических наук, профессор

Квалификационный состав научной школы:

• количество докторов наук: 1
• количество кандидатов наук: 8
• количество сотрудников без звания, докторантов, аспирантов, соискателей, обучающихся: 25

Характеристика используемой экспериментальной базы: 

Основу производственной и исследовательской базы составляет кластер на основе современного высокоточного оборудования, включающего все стадии синтеза материалов, термических обработок, исследования нано-, микроструктуры и широкого спектра магнитных характеристик.

Достижения научной школы:

Тверская школа магнетизма сосредоточена на кафедре физики конденсированного состояния. С 1971 года  успешно проводятся исследования магнитных свойств сплавов редкоземельных металлов с переходными металлами группы железа, направленные на создание новых магнитных материалов и разработку физических основ технологий получения высокоэнергоемких постоянных магнитов с высокой температурной стабильностью. Достаточно молодым и перспективным направлением, развивающимся на кафедре, является технология магнитного охлаждения, которая в будущем позволит создать новое поколение высокоэффективных твердотельных тепловых насосов.

На базе кафедры организована лаборатория магнитных материалов Центра коллективного пользования ТвГУ, которая является единственным производителем постоянных магнитов Тверской области. Имеющийся у объединенного авторского коллектива фундаментальный научный задел по профилю проекта подтверждается значительным числом публикаций мирового уровня, авторскими свидетельствами и патентами. На кафедре получены уникальные постоянные магниты с повышенной температурной стабильностью магнитной индукции, магниты с радиальной магнитной текстурой. Авторским коллективом разработаны технологические методы синтеза интерметаллических соединений, методы получения быстрозакаленных образцов и способы механосинтеза.

Из всех современных магнитотвердых материалов наиболее перспективными для высокотемпературных применений являются постоянные магниты на основе многокомпонентных сплавов (R,Zr)(Co,Cu,Fe) (редкоземельный металл, цирконий, кобальт, медь, железо), которые характеризуются высокой температурной стабильностью характеристик благодаря величине температуры Кюри более 800⁰С. В лабораториях школы разработаны составы сплавов, на основе которых получены постоянные магниты с нулевыми температурными коэффициентами индукции.  В последние годы разработаны уникальные постоянные магниты c большим содержанием меди, для которых магнитные характеристики сохраняются в интервале температур от комнатной до 550⁰С.

Сегодня учеными проводятся исследования о влиянии различных режимов термических обработок на формирование структурного состояния на микро- и наноуровне, что позволит не только усовершенствовать имеющиеся магнитные материалы, но и создать новые композиционные материалы, обладающие экстремальными параметрами, необходимыми для современных приборов и устройств микроэлектроники.

Большая часть научной деятельности лаборатории направлена на разработку и исследования микро- и нанокристаллических магнитных материалов, обладающих высокими значениями магнитокалорического эффекта, которые могу использоваться в качестве рабочих тел магнитных твердотельных тепловых насосов нового поколения. На сегодняшний момент разработаны два прототипа реверсивных магнитных тепловых насосов. При совместной реализации с Челябинским государственным университетом двух научных проектов, направленных на разработку магнитных рефрижераторов для сжижения природного газа, была создана установка для одновременного измерения отклика кристаллической и магнитной подсистем магнитокалорических материалов на внешние воздействия, такие как температура и магнитное поле. На разработанной установке впервые методом прямых измерений выполнены систематические исследования полевых зависимостей адиабатического изменения температуры соединений LaFe_13-xSix (x=1,2; 1,4; 1,8), быстрозакаленных образцов Y₂Fe₁₇, микро- и нанокристаллических образцов соединений серий RCo₂ и R(Fe,Ti)₁₂. В рамках данного научного направления разработана численная модель для расчетов различных циклов магнитного охлаждения, как при бесконечных, так и при конечных массах теплообменников. Данная модель, на основе экспериментальных данных позволяет определить основные термодинамические параметры циклов магнитного охлаждения.

Кафедра ФКС ТвГУ также является одним из лидеров в области физики магнитных материалов в России и в мире, и включена в Дорожную карту развития магнетизма в России по трем направлениям: (1) постоянные магниты, (2) магнитные соединения и сплавы переходных и редкоземельных элементов (рук. Пастушенков Ю.Г.), (3) магнитокалорические материалы (рук. Пастушенков Ю.Г. и Карпенков А.Ю.).

Практическое использование полученных научных результатов:

Разработанные на кафедре ФКС технологии и составы постоянных магнитов (ПМ) позволяют выпускать мелкосерийные партии ПМ и магнитных систем для нужд предприятий Тверской и Московских областей, работающих в нефтеисследовательской и нефтедобывающей промышленностях.

Участие в конкурсах финансируемых программ и грантов:

•  Грант Министерства науки и высшего образования РФ в рамках выполнения государственного задания в сфере научной деятельности (проект № 0817-2020-0007):2019-2023г.
• Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере УМНИК 2019-2021: 

Дунаева Галина Григорьевна «Разработка компактного твердотельного магнитного теплового насоса для систем с быстрой передачей тепловой энергии» 

Ракунов Павел Андреевич «Разработка программно-аппаратного модуля стабилизации температуры таяния льда холодного спая термопар для прецизионных систем измерения температуры»

Награды:

• Серебряная медаль XXIV Московский международный Салон изобретений и инноваций технологий «АРХИМЕД – 2021» за разработку «Высокоэффективный компактный магнитный тепловой насос лопастного типа, работающий по каскадному циклу охлаждения» (Россия, Москва, 23.03-25.03.2021г.)
• Бронзовая медаль XV Юбилейный международный Салон изобретений и инноваций технологий «АРХИМЕД – 2012» за разработку «Высокоэффективные магнитоэлектрические преобразователи» (Россия, Москва, 20.03-23.03.2012г.)
• Золотая медаль X Московский международный салон инноваций и инвестиций за разработку «Создание высокоэффективных магнитных холодильников» (Россия, Москва, 7-10 сентября 2010)
• Премия Губернатора Тверской области для ученых за выдающиеся достижения в области науки и техники в номинации «Молодой ученый года» по направлению: естественные и точные науки (расп. от 10.06.2021г. №201-рг): заведующий лабораторией магнитных материалов ЦКП ТвГУ Карпенков А.Ю.
• Нагрудный знак «За заслуги в развитии Тверского государственного университета» (удостоверение №91, решение ученого совета ТвГУ №13 от 30июня 2021г.): заведующий лабораторией магнитных материалов ЦКП ТвГУ Карпенков А.Ю.
• Сертификат Профессионального инженера России по результатам Всероссийского конкурса «Инженер года» 2008: доцент кафедры ФКС Семенова Е.М.
• Сертификат Профессионального инженера России по результатам Всероссийского конкурса «Инженер года» 2009: заведующий лабораторией магнитных материалов ЦКП ТвГУ Карпенков А.Ю.
• Сертификат Профессионального инженера России по результатам Всероссийского конкурса «Инженер года» 2012: ведущий инженер кафедры ФКС Карпенков Д.Ю.
• Сертификат Профессионального инженера России по результатам Всероссийского конкурса «Инженер года» 2013: доцент кафедры ФКС Кузнецова Ю.В.

Количество докторов и кандидатов наук, подготовленных за последние 5 лет: 1

Количество изданных монографий за последние 5 лет: 1

Количество изданных и принятых к публикации статей в журналах, индексируемых в базах данных Scopus и Web of Science, за последние 5 лет: 54

Количество изданных и принятых к публикации статей в журналах ВАК за последние 5 лет: 71

Количество объектов интеллектуальной собственности (патент, свидетельство о государственной регистрации результатов интеллектуальной деятельности/ программ для ЭВМ и др.): 3.