Творчество эксперимента

11 декабря 2008 г. исполняется 75 лет Юрию Николаевичу Драгошанскому, известному физику-магнитологу, доктору физико-математических наук, внесшему большой вклад в развитие учения о мягких магнитных материалах.
 

   Еще в студенческие годы Юрий Николаевич, увлекшись моделями магнитных доменов сталей и сплавов, включился в исследования их природы, структуры и поведения под руководством профессора Якова Савельевича Шура. Именно вид и поведение доменов, их ориентация, размеры, подвижность границ в условиях изменения магнитных, упругих, тепловых полей и определяют важнейшие технические характеристики магнетиков. Совместно с аспирантом В.Р. Абельсом он разработал метод приготовления устойчивых суспензий из субмикронных частиц магнетита и подготовку ненапряженной поверхности ферромагнитных материалов. Благодаря этому им удалось в далеком 1953 году впервые в стране (в то время аналогичный подход в красноярском Институте физики у академика Л.В. Киренского только намечался) наблюдать реальную картину магнитной доменной структуры на поверхности непрозрачных металлических кристаллов.

   Позже, уже в аспирантуре Института физики металлов, куда Юрий Николаевич поступил в 1958 году после трех лет работы школьным учителем физики, он продолжил эти исследования в той же интересной области магнетизма. С улыбкой он вспоминал одно из событий прошлого. Время его работы в школе совпадало с подготовкой дипломной работы, и в школьном кабинете физики постоянно находились серии одноразмерных фотографий доменных структур. Фотоснимки были столь разнообразны и удивительны, что однажды они исчезли. Как оказалось после, их облюбовал один из школьников, на их обратной стороне изобразивший полную колоду игральных карт. Таково стало первое практическое применение доменной структуры…
 

В те годы, когда экспериментальные исследования доменов только начинались, научные открытия следовали одно за другим. Вот два небольших примера. Создав простую, но оригинальную методику наблюдения магнитных доменов в листах стали одновременно на двух противоположных ее поверхностях, Юрий Николаевич смог построить объемную многофазную модель доменов, замыкающих магнитный поток внутри ферромагнитного кристалла. Она принципиально отличалась от однофазной модели американского профессора Гудинафа (который, кстати сказать, по приезде в Свердловск, признал свою ошибку) и была подтверждена непосредственными наблюдениями многими отечественными и зарубежными учеными с использованием супервысоковольтного электронного микроскопа и методом рентгеновской топографии. Эта многофазная модель замыкающих доменов позволила впоследствии объяснить физический механизм положительного влияния локальной лазерной обработки на магнитные свойства магнитно многоосных материалов. Появление аналогичных разветвленных структур было обнаружено и в теле зерна и послужило первой подсказкой в представлении о ветвлении доменных структур при приближении к границе кристалла, т.е. о ее фрактальном характере.
 

Или другой пример. Наблюдая процесс рекристаллизации и вид формирующихся доменов в пластине, находящейся в изогнутом состоянии, Юрий Николаевич заметил изменение размеров и плотности доменов в участках, где намагниченность отклонялась от поверхности листа. Это позволило обнаружить нелинейное поведение параметров доменов при изменении ориентировки кристалла и указать оптимальную его ориентацию, соответствующую минимуму электромагнитных потерь. Оказалось, что для достижения такого минимума необходимо создавать не идеальную, а некоторую оптимальную текстуру. Такое состояние кристалла было справедливо названо «минимумом Драгошанского» и теперь во всех научно-технических центрах, производящих трансформаторные стали, производственники стремятся к достижению именно этого состояния.
 

Большой вклад Юрий Николаевич внес в исследование динамических явлений, связанных с доменными структурами. Здесь им были открыты совершенно новые физические явления, такие как динамическое дробление доменной структуры, возникающее пороговым образом при достижении частотой или амплитудным значением индукции некоторых пороговых значений. Другие замечательные явления, установленные Юрием Николаевичем, заключаются в одностороннем дрейфе всей структуры в одном из возможных направлений, а также переход замыкающих доменов в основные в переменных магнитных полях. Весьма полезной для практики оказалась разработка магнитоактивных электроизоляционных покрытий с иными коэффициентами теплового расширения, чем у металла. Результатом этих работ явились пять авторских свидетельств на изобретения их составов и способов формирования на различных материалах, а главное, начался выпуск на Ашинском металлургическом заводе поликристаллических и аморфных лент с покрытиями, разработанными в институте. Такие покрытия снижают магнитные потери не только в многовитковых магнитных сердечниках, но и в самом ферромагнитном материале.
 

Выполненные Юрием Николаевичем детальные исследования электромагнитных потерь привели его к выводу о том, что, наряду с оптимизацией текстуры стали, необходимо искать пути дробления существующей в ней доменной структуры. Начав с примитивного метода нанесения царапин на поверхность образца, он вместе с Б.К. Соколовым и В.В. Губернаторовым стал развивать идею лазерной обработки стали. Технологичный способ создания лазерной обработкой узких напряженных зон, ориентированных поперек оси текстуры, дробит домены, уменьшает скорости их движения в магнитном поле и основную (вихретоковую) составляющую магнитных потерь. К сожалению, начавшаяся в нашей стране перестройка не позволила довести эту идею до внедрения в российскую промышленность. Однако аналогичная идея была успешно внедрена на заводах Японии и США. Продолжением этих работ в настоящее время является начатое под руководством Ю.Н. Драгошанского взаимодействие с сотрудниками Института электрофизики по использованию пучков ускоренных ионов для управления параметрами доменов и магнитными свойствами сталей и сплавов, а также предложенная им высокочастотная термомагнитная обработка, ликвидирующая стабилизацию доменов, неизбежно возникающую при производстве сталей.
 

Юрий Николаевич пользуется заслуженным уважением своих коллег не только как замечательный физик-экспериментатор, но и как увлеченный человек. Он прекрасный фотограф, отразивший благодаря этому увлечению многие стороны жизни лабораторий, в которых он работал и работает, и тем самым сохранивший для истории снимки многих замечательных ученых нашего института. Кроме того, Юрий Николаевич показал себя хорошим организатором. На протяжении многих лет он был ученым секретарем научного совета РАН по проблеме «Магнетизм» под руководством академика С.В. Вонсовскогом; активно участвовал в проведении многих всесоюзных и российских конференций по физике магнитных явлений, физике и металловедению электротехнических сталей и сплавов, физике магнитомягких материалов. В настоящее время он является ученым секретарем Объединенного ученого совета Уральского отделения РАН по физико-техническим наукам. Эту большую работу он выполняет с полной ответственностью и инициативой. Подготавливаемые им документы по работе нескольких институтов физического профиля УрО РАН — перспективные планы, отчеты, существенные достижения — требуют широты знаний в различных областях физики и оперативности. С этими задачами Юрий Николаевич справляется блестяще.
 

До сих пор Юрий Николаевич предпочитает бег ходьбе, является завзятым садоводом и собирателем лесных даров. У него крепкая дружная семья. В этом году они с супругой Нэлли Васильевной отметили 50-летие совместной жизни. Вместе они вырастили прекрасных сыновей. Младший, Александр, окончил Брэдли университет в США и десятый год трудится на машиностроительной фирме; ежегодно приглашает родителей и знакомит с природой и жизнью страны. Средний сын Николай работает в Москве специалистом информационных технологий на американской фирме Ригли. Старший сын Игорь — подполковник, юрист и переводчик, активный работник службы нашей безопасности.
 

Сотрудники Института физики металлов сердечно поздравляют Юрия Николаевича со славным юбилеем, желают ему здоровья, долгих лет жизни и новых свершений на научном поприще!
 

Ю.А.ИЗЮМОВ, академик, председатель Объединенного ученого
совета УрО РАН по физико-техническим наукам;
Б.Н. ФИЛИППОВ, профессор, заведующий лабораторией
 микромагнетизма ИФМ УрО РАН
Фото С. НОВИКОВА