Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Chương 1 TỔNG QUAN

1.5. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Các nghiên cứu ứng dụng chế tạo cảm biến từ trường dựa trên hiệu ứng từ-điện với cơ sở là vật liệu tổ hợp từ-điện Terfecohan/PZT đã cho thấy cảm biến từ trường có thể đạt được độ nhạy là 130 mV/mT và độ phân giải là 10^-3 mT (hình 1.18) [78].

Hình 1.18: Cảm biến từ trường dựa trên hiệu ứng từ-điện [78]

Tuy nhiên các nghiên cứu trên vật liệu từ-điện này vẫn còn khả năng tối ưu hóa về mặt vật liệu [48], cấu hình để có thể nâng cao hơn nữa khả năng ứng dụng của cảm biến từ trường loại này. Bên cạnh đó, nguyên tắc hoạt động của thiết bị vẫn chưa đề cập đến hiệu ứng cộng hưởng dao động của vật liệu. Nếu tận dụng tốt hiệu ứng cộng hưởng dao động của vật liệu thì hiệu ứng từ-điện trên vật liệu tổ hợp từ-điện còn có thể tăng cường lên rất nhiều để có thể ứng dụng cho các từ trường nhỏ (từ trường trái đất) [58].

Các nghiên cứu tiếp theo của luận án tập trung vào các ứng dụng của vật liệu tổ hợp từ-điện đa lớp Metglas/PZT cho cảm biến từ trường và đặc biệt là cảm biến từ trường trái đất.

1.5. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Vật liệu tổ hợp từ-điện được tập trung nghiên cứu trong luận án bao gồm vật liệu từ-điện dạng màng mỏng và vật liệu tổ hợp từ-điện dạng đa lớp.

Vật liệu tổ hợp từ-điện dạng màng mỏng được chế tạo bằng phương pháp phún xạ ca tốt, vật liệu tổ hợp từ-điện dạng đa lớp được chế tạo bằng phương pháp kết dính cơ học.

Đối với pha áp điện trong vật liệu tổ hợp từ-điện thì được lựa chọn là vật liệu PZT dạng gốm thương mại. Lý do của lựa chọn trên là điều kiện công nghệ chế tạo vật liệu áp điện chưa phù hợp ở Việt Nam.

Đối với pha từ giảo thì được lựa chọn nghiên cứu trên hai đối tượng là màng mỏng Terfecohan và băng từ siêu mềm Metglas. Vật liệu màng mỏng Terfecohan phù hợp cho việc chế tạo các vật liệu tổ hợp từ-điện với các điều kiện công nghệ hiện có. Đối với băng từ siêu mềm Metglas thì ưu điểm của chúng là có độ cảm từ rất lớn và do đó có triển vọng để nâng cao hiệu ứng từ-điện của vật liệu tổ hợp.

1.5.2. Mục tiêu nghiên cứu

Vật liệu từ-điện có thể có nhiều ứng dụng khác nhau trong khoa học công nghệ cũng như trong đời sống, tuy nhiên ứng dụng chế tạo cảm biến từ trường được xác định là quan trọng và khả thi nhất. Với các lý do trên, mục tiêu cho các nghiên cứu ứng dụng được xác định là hướng đến ứng dụng vật liệu từ-điện để chế tạo các cảm biến từ trường có độ nhạy, độ phân giải cao và giá thành thấp.

Các cảm biến từ trường được nghiên cứu, chế tạo có thể sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau:

i) La bàn điện tử với độ chính xác cao.

ii) Tích hợp trong hệ thống tự động bám sát vệ tinh dùng cho thu phát tín hiệu vệ tinh, điều khiển hành trình.

iii) Ampe kế dạng kìm.

39 iv) Máy đo nhịp tim.

v) Thiết bị phát hiện hạt từ dùng trong lĩnh vực y-sinh.

1.5.3. Nội dung nghiên cứu

Qua việc xác định đối tượng và mục tiêu nghiên cứu, các nội dung nghiên cứu đã được đề ra bao gồm:

* Nghiên cứu chế tạo các vật liệu tổ hợp từ-điện khác nhau: vật liệu tổ hợp từ-điện dạng màng và vật liệu tổ hợp từ-điện dạng đa lớp (chế tạo bằng phương pháp kết dính).

* Nghiên cứu đầy đủ các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu ứng từ-điện qua đó đề ra phương hướng tối ưu hóa các yếu tố này để có thể đạt được hiệu ứng từ-điện lớn nhất có thể được.

* Khảo sát các tính chất từ, từ giảo, từ-điện của các vật liệu đã được chế tạo và kết hợp với các nghiên cứu lý thuyết để xác định cấu hình tối ưu cho việc chế tạo cảm biến từ trường yếu.

* Chế tạo cảm biến từ trường dựa trên vật liệu từ-điện đã được chế tạo với cấu hình tối ưu. Khảo sát khả năng làm việc trong từ trường yếu của cảm biến và cải tiến thiết kế của cảm biến. Đề xuất một số khả năng ứng dụng vào các mục đích khác nhau [34].

Dalam dokumen Chế tạo và nghiên cứu vật liệu tổ hợp từ-điện với lớp từ giảo có cấu trúc nano và vô định hình dùng cho cảm biến từ trường micro-tesla (Halaman 56-59)