碳基/软磁合金复合材料的巨磁阻抗效应研究进展

传统巨磁阻抗材料重量大、成本高、功能单一.将软磁合金材料与新型碳材料(碳纤维、石墨烯)进行复合,保证巨磁阻抗效应高灵敏度的同时,兼顾碳材料的诸多优势.针对两类典型碳材料,分别研究其与Fe基软磁合金组成的复合材料的结构、静态磁性、巨磁阻抗特性,并将该类新型材料的巨磁阻抗性能与传统材料进行对比.结果发现:软磁合金包裹的碳纤维丝的巨磁阻抗效应优异;石墨/Fe Ni合金组成的层状结构复合材料能够在低频下获得优异的巨磁阻抗性能.     

真空蒸镀法制备巨磁阻抗材料

采用真空蒸镀法在玻璃基片上制备具有巨磁阻抗效应的单层FeS iB薄膜.通过改变驱动电流方向和外磁场方向,得到4种测量巨磁阻抗效应的方式.通过比较发现,只有当外加磁场和单轴磁各向异性方向垂直时才有比较明显的巨磁阻抗效应的出现,并比较了磁各向同性和磁各向异性FeS iB薄膜的巨磁阻抗效应.验证了用真空蒸镀法能够制备具有巨磁阻抗效应材料的可行性.     

化学镀BeCu/NiFeB丝巨磁阻抗效应研究

用化学镀的方法,在100 μm BeCu丝上沉积了NiFeB薄膜镀层.研究了退火温度和驱动电流频率对样品巨磁阻抗效应的影响.观察到200 ℃退火后样品最大巨磁阻抗效应为33％.在BeCu丝与NiFeB镀层之间加入绝缘层后,最大巨磁阻抗效应提高到83％.     

Ni80F20复合结构多层膜的巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在载玻片上制备了(Ni80Fe20/SiO2)n/Cu/(SiO2/Ni80Fe20)n复合结构多层膜,并对其巨磁阻抗效应进行了研究.研究结果表明,采用多组双层结构(n＞1)后,样品的巨磁阻抗效应明显增大;当n=3时,观测到最大的纵向巨磁阻抗(LMI)效应为10.81%,最大的横向巨磁阻抗(TMI)效应为17.08%.当n=4,5时,巨磁阻抗效应比n=3时略有减小.由XRD谱和磁滞回线等,研究了双层结构(Ni80Fe20/SiO2)循环次数n引起的样品材料晶体结构和磁性能等变化,以及对样品巨磁阻抗效应的影响.     

电流退火CuBe/绝缘层/NiCoP复合结构丝的磁化特性和巨磁阻抗效应

用化学镀的方法制备了CuBe/绝缘层/NiCoP复合结构丝,用2 A直流电流退火2 min.研究了退火对样品巨磁阻抗效应的影响,发现退火大幅度提高了样品的巨磁阻抗效应,最大磁阻抗比率ΔZ/Z由制备态时的42.3%提高到693.1%,增加了15.4倍.利用复数磁导率和等效电路研究了样品的磁化特性,并对电流退火增强复合结构丝巨磁阻抗效应的机理作了分析.电流退火消除内应力且改变样品的磁结构,使得退火样品的Δμ′和Δμ″远大于制备态样品,增强了样品的巨磁阻抗效应.     

铁基纳米晶合金巨磁阻抗效应的理论研究

利用“双相”结构模型首次推导了薄带形纳米晶合金的巨磁阻抗解析式,证实了巨磁阻抗效应起源于高频趋肤效应并与磁导率密切相关,发现小的磁晶各向异性是导致巨磁阻抗效应的一个重要因素。所得理论结果对现有的实验数据给出比较令人满意的解释。     

纵向驱动巨磁阻抗效应的解释

测定了Fe73 Cu1 Nb1 .5V2 Si1 3 .5B9纳米微晶带纵向驱动磁阻抗的相频曲线和不同频率的相位随外磁场变化的曲线 .从相频曲线的峰位可确定出样品趋肤效应的临界频率 .从临界频率随外磁场的变化 ,解释了纵向驱动巨磁阻抗效应与趋肤效应的关系 .从不同频率驱动场下磁阻抗的相位随外磁场变化的规律得出 ,低频纵向驱动巨磁阻抗效应是磁电感效应 ,与磁损耗相应的 μ″随外磁场的变化是引起高频纵向驱动巨磁阻抗效应的重要原因 .     

LC共振增强巨磁阻抗效应

通过一种新的方法，直接在Fe基玻璃包裹丝外溅射一层铜.研究发现，玻璃绝缘层在复合结构丝中充当电介质的作用，内芯层与外层铜耦合形成附加电容，从而使复合丝形成LC回路,其巨磁阻抗效应从原先的250％增强到330％.通过改变外铜层长度，研究了共振频率对巨磁阻抗效应的影响.     

驱动频率对FeCo基磁环巨磁阻抗效应的影响

利用 Fe36Co36Nb4Si4.8B19.2(FeCo基)磁环样品,在不同电流驱动频率下进行了环向驱动巨磁阻抗效应(环向外磁场作用下)的研究.发现最佳巨磁阻抗比基本上在驱动频率为200 kHz附近出现,最大阻抗比峰值达到了286%.分析认为是样品材料磁结构的分层分布造成的.     

焦耳热调制CoFe基微丝的GMI与畴结构相关性分析

采用常规焦耳热退火调制熔体抽拉Co68.15Fe4.35Si12.25B13.75Nb1Cu0.5非晶微丝的巨磁阻抗效应,并观测不同电流幅值(0 mA～100 mA)退火后微丝表面磁畴结构,分析其磁阻抗性能与畴结构的相关性,以此提出表征微丝GMI效应的一种方法.研究结果表明:随着退火电流幅值的增大,磁阻抗效应比值呈现先增大后减少的变化规律.制备态时,微丝内部残余较大径向应力,表面周向畴较弱,磁阻抗效应较低.80 mA焦耳热退火后,其表面周向畴规则分布,阻抗比值[Z/Z0]max(％)值达到114.0％,对应的场响应灵敏度为127.7％/0e;100 mA焦耳热退火后,大量焦耳热促使微丝内部局域晶化较明显,其磁畴壁出现钉扎现象,周向畴被破坏,阻抗性能降低.     

纵向驱动巨磁阻抗效应的相位特性

作者测定了９８ＭＰａ应力退火生成的Ｆｅ７３Ｃｕ１Ｎｂ１．５Ｖ２Ｓｉ１３．５Ｂ９纳米微晶带纵向驱动微磁阻抗的相频曲线和不同频率的相位随外磁场变化的规律。从相频曲线的峰位可确定样品的特征频率。从不同频率驱动场下磁阻抗的相位随外磁场变化的规律，说明了纵向驱动巨磁阻抗效应在小于特征频率时是磁电感效应，大于特征频率时是磁阻抗效应，且在高频时主要是与畴壁移动磁化的阻尼而引起的磁损耗密切有关。     

Micro-mechanism of metal magnetic memory signal variation during fatigue

Tensile fatigue tests were designed to study the relation between the tangential magnetic memory signal and dislocations. According to experimental results, in the early stage of fatigue, the magnetic signal and the dislocation density rapidly increase; while in the middle stage, the magnetic signal gradually increases, the dislocation density remains steady, and only the dislocation structure develops. On the other hand, in the later stage, the magnetic signal once again increases rapidly, the dislocation structure continues to develop, and microscopic cracks are formed. Analysis reveals that the dislocations block the movement of the domain wall, and the area of dislocation accumulation thus becomes an internal magnetic source and scatters a field outward. In addition, the magnetic memory field strengthens with increasing dislocation density and complexity of the dislocation structure. Accordingly, the dislocation pinning factor related with the dislocation density and the dislocation structure has been proposed to characterize the effect of dislocations on the magnetic memory signal. The magnetic signal strengthens with an increase in the dislocation pinning factor.     

新型混合径向磁轴承结构及其磁力特性

针对当前永磁偏置径向磁轴承的永磁磁路的磁通密度低,磁力小,缺乏自稳定的问题,提出一种应用于立式轴流泵的新型混合径向磁轴承结构.应用分子电流法及虚位移定理建立新型混合径向磁轴承承载力的非线性模型及其线性化方程,分析得出新型径向混合磁悬浮轴承在径向某个自由度上具有自稳定的特点,且永磁轴承可以减小系统总的位移负刚度.研究结果表明,采用Halbach阵列结构后,混合磁轴承气隙的磁通密得到很大提高.电流刚度和位移刚度与平衡点的初始电流及初始间隙密切相关,在平衡位置附近电流刚度和位移刚度呈线性变化,当气隙增大时仍保持较好的线性度,而当气隙减小时呈现一定的非线性特性.     

各向异性永磁锶铁氧体的晶粒取向与磁性

用SEM、TEM和磁性测量等手段分析了各向异性烧结SrFe12O19的晶粒取向对宏观磁性能的影响.结果表明,锶铁氧体磁粉中有废磁体经破碎、球磨后成粉状的SrFe12O19针状颗粒,沿C轴方向整齐排列,对产品质量无害.烧结SrFe12O19磁体中,颗粒呈六角型,其取向度越高,磁性越好.取向磁场的大小和添加剂的加入量对SrFe12O19磁体的取向度和磁性有着显著的影响.     

双层超晶格伊辛模型磁矩的性质

运用相关有效场理论推导出双层超晶格伊辛模型磁矩的计算公式,然后对蜂窝结构和正方结构模型的磁矩做了进一步的数值计算,并绘出相应的磁矩曲线,得到磁矩变化规律·     

非均匀磁场条件下CQED模型中的原子囚禁

应用一种半经典的方法求解了非均匀磁场中的CQED模型，借助于数值模拟发现了该模型中原子的囚禁与混沌运动以及三模激光场之间的关联耦合等特征，并讨论了激光场的强度、频率和非均匀磁场的磁场强度在数对原子囚禁的影响，其物理图像直观、清晰。     

钢结构磁性无损检测理论与应用研究

当钢材等铁磁材料受到外部荷载作用时,在它的内部将产生内力,即产生应力σ,从而使铁磁材料磁化时的磁导率发生相应变化。本文根据铁磁材料的这一独特性能,针对大跨钢结构等缺陷敏感结构的主要受力和变形特点,利用磁化的应力敏感性,研究并提出了一种铁磁构件在简单应力状态下的磁导率变化与其应力变化关系的数学模型,得出了构件应力与其磁导率之间的线性相关关系,建立了大跨钢结构等缺陷敏感结构安全状况磁性无损检测的基本理论和工程应用方法,为保证这类结构的安全性提供了一定的依据。     

基于前馈-反馈的磁悬浮列车悬浮系统控制结构

磁悬浮列车控制系统性能直接影响到磁浮列车的稳定性、安全性,由于电磁铁模型本身的不稳定性和非线性,悬浮系统必须选择合适的控制方式才能使其稳定工作.为消除扰动对磁悬浮列车悬浮系统的影响,在线性近似模型基础上提出一种前馈-反馈复合控制结构,利用PI控制器消除稳态误差,利用前馈控制抵消扰动对系统的影响.采用MATLAB对系统进...     

铁磁构件表层裂纹漏磁场分析及检测系统

针对铁磁构件裂纹损伤检测方法和仪器应用技术现状,建立了V型裂纹漏磁场分析模型,得出了平板铁磁构件表面指定探测点的漏磁场理论表达式。采用MATLAB软件编程进行全面的仿真分析,得出了漏磁场的法向分量与裂纹开口宽度的关系曲线、漏磁场的法向分量与裂纹深度的关系曲线、漏磁场的法向分量与裂纹长度的关系曲线;得出裂纹漏磁场法向分量过零点、漏磁场垂向分量出现最大值和漏磁场切向分量出现裂纹端部过零点的漏磁场分布特性。根据理论分析得出的裂纹漏磁场特征,设计制作了阵列式的裂纹检测装置和检测平台,并对带有V型裂纹的平板铁磁构件进行检测。实验表明：文中理论分析得出的三维漏磁场与检测结果能够较好的吻合,并对裂纹的几何参数估计具有一定的指导意义,根据漏磁模型研制的检测装置能探测铁磁构件的裂纹缺陷。     

组装印刷电路板中涂覆磁性材料电源板上的电磁辐射研究

基于对谐振腔模型的分析研究，得出了一个计算矩形电源总线结构中电磁辐射场强度的表达式，电路板上 的组装元件。铜制电源板和地板的内层表面上增加的磁性涂覆层对辐射场所产生的影响可以由修正过的电源总线 结构内部的波的传播常数所模拟，辐射场的强度可以用电源总线结构边缘的等效磁流和修正的传播常数计算出 来。由改良的谐振腔模型得到的仿真结果表明在谐振频率处辐射场大幅度减少。