玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗效应

本文讨论了长度对玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗效应的影响.通过测量不同频率下(0.1～1MHz)以及不同长度样品的巨磁阻抗效应,结果表明,长度对玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗效应有显著影响.通过计算样品的环向磁导率,发现样品的磁畴结构和饱和磁化后的退磁场影响着环向磁导率变化大小.没有加入恒定磁场时,特殊的磁畴结构决定了不同长度样品的环向磁导率近似相等.饱和磁化后,较长的样品的环向磁导率较小,其环向磁导率的变化较大,从而导致相应的巨磁阻抗效应增强.     

钴基软磁非晶合金的巨磁阻抗效应研究进展

介绍了钴基软磁非晶合金丝与薄带的制备方法,重点讨论了频率、磁各向异性等因素对巨磁阻抗效应的影响.对非晶合金的巨磁阻抗效应传感器的应用进行了展望.     

非晶FeSiB薄膜中的巨磁阻抗效应

采用射频溅射法在三组不同溅射条件下制备了ＦｅＳｉＢ薄膜。测量了溅射薄的磁滞回线，并利用ＨＰ４１９４Ａ阻抗分析仪，在１－４０ＨＭｚ频率范围内研究了样品的巨磁阻抗效应。     

熔体抽拉非晶微丝长度对巨磁阻抗的影响

研究了不同频率下非晶丝长度对巨磁阻抗(GMI)的影响规律和机制。低频下(<1MHz),由于边界效应对有效磁场的影响使得GMI效应随非晶丝长度减小而逐渐减小,1MHz时,随样品长度由20mm减小到4mm,其最大阻抗变化率ΔZ/Z由8.07%减小到1.03%;频率升高,由于趋肤效应和磁化机制的改变,而电阻随长度减小而减小利于获得大的环向磁导率,边界效应和电阻降低的共同影响下,存在一个最佳长度时,环向磁导率变化剧烈,GMI效应最强,结果表明直径34μm的熔体抽拉Co基非晶丝长度为7mm左右时,GMI效应最敏感,8MHz时最大ΔZ/Z达到86.1%。这一结果将为不同频率下MI传感器制备时样品长度选择提供参考。     

非晶FeSiB薄膜中的巨磁阻抗效应

采用射频溅射法在三组不同溅射条件下制备了FeSiB薄膜。测量了溅射薄膜的磁滞回线 ,并利用HP 41 94A阻抗分析仪 ,在 1～ 40MHz频率范围内研究了样品的巨磁阻抗效应。结果表明 :溅射条件对薄膜磁性能和巨磁阻抗效应影响很大 ,其中氩气压强为 6 65Pa ,磁场感生横向单轴磁各向异性的薄膜具有较好的软磁性能和较大的阻抗变化比值。一定温度下退火能够消除部分应力 ,阻抗变化的灵敏度能提高一倍。另外 ,对巨磁阻抗效应与测量磁场和薄膜易轴的相对位置取向之间的关系也作了讨论     

非晶带巨磁阻抗效应磁场测量仪

利用退火处理后的Co66.3Fe3.7Si12B18非晶带作为敏感元件,研制出一种基于非晶带巨磁阻抗效应的磁场测量仪。设计了传感器的信号处理电路及测量仪的硬件电路,并给出实验结果。实验表明,该测量仪能够检测-260—+260A/m范围内的微弱磁场,可应用于地球磁场、环境磁场等微弱磁场检测领域。     

淬态非晶FeSiB薄带的各向异性及其巨磁阻抗效应

采用单辊快淬法制备了Fe_(75)Si_9B_(13)非晶薄带。磁阻抗测试显示,淬态非晶FeSiB合金薄带具有显著的巨磁阻抗效应(GMI),在7 MHz频率下,纵横向最大阻抗比分别达到30%和29%。磁畴结构观察表明,薄带样品磁畴结构为具有一定的横向取向的180°条形畴,易轴与样品横向夹角约为75°。磁电阻变化与样品各向异性变化没有直接关系,相比磁阻抗,磁感抗更确切地反映了磁矩转动磁化行为和样品各向异性场的大小,易轴具有一定的横向取向以及薄带各向异性在厚度方向的空间分布是影响其GMI变化特性的原因。分析了磁电阻、磁感抗对样品巨磁阻抗效应的影响,发现,低频下,磁电阻对磁阻抗变化起主要作用,随着趋肤效应增强,样品磁感抗逐渐成为影响磁阻抗变化行为的主要方面。     

复合丝巨磁阻抗效应的研究

利用化学渡方法制备了芯层为铁磁层和芯层为导电层的两种复合丝,比较研究了它们的巨磁阻抗特性,结果发现芯层为铁磁层的复合丝在60MHz时取得最大值107%,而芯层为BeCu的复合丝在300kHz时就获得最大值108%.这是因为BeCu/绝缘层/NiCoP在低频时有较大的磁电阻效应,同时,由于芯层电阻较小,R与X在较低频就可比拟.磁阻抗比不仅取决于磁电阻比、磁感抗比,还与R和X的相对比值有关.要想获得显著的磁阻抗效应,要求材料不仅具有良好的软磁特性,而且电流通过部分还具有电阻率小的特点.     

玻璃包裹Fe基纳米晶丝的高频巨磁阻抗效应

采用高频感应加热熔融拉引法制备玻璃包裹Fe73.0Cu1.0Nb1.5V2.0Si13.5B9.0纳米晶丝,细丝直径D约为3～20μm,玻璃层厚度d在1～2μm之间,其中玻璃层厚度占细丝总直径较小.研究结果发现,玻璃包裹Fe73.0Cu1.0Nb1.5V2.0Si13.5B9.0纳米晶细丝具有良好的高频巨磁阻抗效应,细丝磁阻抗的变化主要由电阻部分的变化决定,同时出现最大磁阻抗变化时对应的外磁场值Hm随频率的增加向高场方向移动.系统研究了不同条件细丝在趋肤效应开始明显时的起始频率f0变化情况,讨论了影响f0的各种可能因素.     

电流退火对CoFeSiB非晶丝和薄带的巨磁阻抗效应比较

采用熔融抽拉法和单辊急冷法分别制备了Co68.25Fe4.5Si12.25B15非晶丝和薄带。测量了制备态下两者的巨磁阻抗(GMI)效应,发现非晶丝的GMI比率高于薄带。研究了不同电流密度退火后非晶丝和薄带的GMI效应,结果发现ΔΖ/Ζ=[Z(H)-Z(H=0)]/Z(H=0)都明显上升,且非晶薄带数值更大;当电流密度等于0.96×107A/m2时,薄带的这一比率最大达到410%,磁场灵敏度达到5.1%/(A/m)。分析了出现上述现象的原因。     

铁基纳米微晶玻璃包裹丝的软磁性能及巨磁阻抗效应

采用高频感应加热熔融拉引法制备Fe73.0Cu1.0Nb1.5V2.0Si13.5B9.0玻璃包裹合金非晶细丝，经不同温度下退火处理得到玻璃包裹纳米微晶丝，并对其软磁性能及其巨磁阻抗效应的特点进行了研究。结果表明，样品在退火温度为540～570℃时具有最佳软磁性能，并在570℃得到最大磁阻抗变化为253％．是目前国际同类材料的玻璃包裹丝中观察到的最大值。     

化学镀CoP/Insulator/BeCu复合结构丝的巨磁阻抗效应研究

采用含复合络合剂的碱性镀液,改变镀液配方组分和工艺条件在绝缘层上合成软磁性良好的CoP合金镀层,制备出CoP/Insulator/BeCu复合结构的巨磁阻抗效应材料.样品采用电流退火进行焦耳热处理.电流退火后,在较低频率下观察到显著的磁阻抗效应,在97kHz时最大磁阻抗效应为991%,磁场灵敏度高达2.78%/(A·m-1);在3kHz～30MHz的频率范围内,磁阻抗比率都在50%以上,具有很宽的频率应用范围.利用复数磁导率探讨材料的磁化特性,发现有效磁导率实部和虚部的频率特性在退火后发生了很大变化.     

低温应力退火Fe基合金薄带巨磁阻抗特性的研究

通过同步辐射X射线衍射技术,观测Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带经过不同温度和不同应力退火60 min后样品的微观结构,利用HP4294A型阻抗分析仪测量相应样品的巨磁阻抗比与磁各向异性。研究结果表明,在450℃下施加不同应力退火的样品仍然处于非晶结构状态,并且在应力为112.1 MPa的条件下产生优异的磁性能,样品的最大巨磁阻抗比达到了1818.7%,是自由退火条件下最大巨磁阻抗比的1.9倍,同时能够改变巨磁阻抗曲线的形状,使Fe基合金薄带的巨磁阻抗曲线具有宽线性的特性。对实验数据进行拟合后发现,样品的最大巨磁阻抗比和磁各向异性场与外加应力都具有线性关系,磁感灵敏度与外加应力具有负指数关系。通过探究发现具有非晶结构的Fe基合金薄带的磁学性能对应力敏感,可以作为研究非晶纳米晶合金材料应力敏感问题的另一个新方向。     

弯曲型三明治结构FeCuNbCrSiB/Cu/FeCuNbCrSiB多层膜巨磁阻抗效应研究

利用磁控溅射方法及微细加工技术制备了弯曲型三明治结构的FeCuNbCrSiB／Cu／FeCuNbCrSiB多层膜，在频率1～40MHz下研究了多层膜的纵向和横向巨磁阻抗效应，结果表明弯曲型三明治结构多层膜的巨磁阻抗效应高于它的传统的多层膜。在频率10MHz、磁场11．94kA／m下巨磁阻抗效应达-50%。     

夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜巨磁阻抗效应研究

采用MEMS技术在玻璃基片上制备了夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜,并在1～40MHz范围内研究了它的巨磁阻抗效应.纵向巨磁阻抗效应先随着外加磁场的增大而迅速增加,在某一磁场下达到最大值后随磁场的增加而逐渐减小.在频率为5MHz时,Hext为0.8kA/m时巨磁阻抗效应最大值达到32.06%.另外,夹心结构多层膜表现出较大的负巨磁阻抗效应,在频率5MHz,Hext=9.6kA/m时,负最大巨磁阻抗效应可达-24.50%.     

复合结构丝的非对称巨磁阻抗效应研究

采用磁控溅射法制备了Ni80Fe20/Fe50Mn50/Ni80Fe20/Cu复合结构丝,研究了外层Ni80Fe20厚度、驱动电流大小及频率等变化对非对称巨磁阻抗(AGMI)效应的影响。实验结果表明,随着外层Ni80Fe20厚度增加,铁磁-反铁磁的交换耦合作用呈现逐渐减小的变化规律。固定内层Ni80Fe20、Fe50Mn50、Cu厚度分别为0.85、0.5和30μm,外层Ni80 Fe20厚度为1.72μm,驱动电流为10mA,频率为1MHz左右,AGMI效应最明显。     

BeCu/绝缘层/NiCoP复合结构丝巨磁阻抗效应的研究

利用化学镀方法制备了BeCu/绝缘层/NiCoP复合丝,对细丝在200℃进行热处理以改善铁磁层的磁性,并首次研究了巨磁阻抗效应.结果表明该复合丝在较低频率下有较大的巨磁阻抗效应,在1kHz时磁阻抗比为-3.32%,300kHz时磁阻抗比获得最大值108%.研究了样品退火前后的巨磁阻抗效应和镀层厚度对巨磁阻抗效应的影响.研究表明磁阻抗比不仅取决于△R/R和△X/X,还和R与X的比值相关.