巨磁阻抗效应及其应用

近年来在FeCoSiB等非晶和纳米晶丝带中发现了巨磁阻抗效应,由于其灵敏度高,因而在磁传感器技术中有巨大的应用前景,受到国内外专家的广泛关注 本文简单介绍了巨磁阻抗效应的原理,并结合近年来具有巨磁阻抗效应的非晶和纳米晶铁磁合金的应用研究进展情况,提出了巨磁阻抗效应可能广泛应用的领域     

磁致频移对Fe基纳米晶巨磁阻抗效应影响的研究

研究了Fe基纳米晶粉芯线圈与电容并联成LC回路的共振频率，fr)随外加磁场变化的特性，讨论了磁致频移对Fe基纳米晶巨磁阻抗效应的影响，认为在纵向驱动巨磁阻抗效应中，磁致频移对Fe基纳米晶巨磁阻抗有十分灵敏的影响。     

纳米晶软磁材料的磁性与巨磁阻抗效应

介绍了国内外纳米晶软磁FINEMET合金的制备方法、软磁特性、巨磁阻抗效应和物理机制,尤其对巨磁阻抗效应的研究、应用及展望作了较详细的评述．     

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。     

巨磁阻抗测量系统

近年来，人们已在Ｃｏ基非晶和Ｆｅ基纳米同晶材料中观察到巨阻抗效应（ＧＭＩ）。当这些材料通以恒定的高频电流时，在－几十奥斯特磁场下会引起阻抗明显的变化，ΔＺ／Ｚ０达５０％以上。预期在高灵敏磁传感器和磁记录头等方面有喜人的应用前景，因而引起各国科学家的广泛兴趣。为了对该效应的机理和应用开发作进一步的研究，我们自行设计和制作了一套快速而可靠的ＧＭＩ测量系统。本文重点介绍Ｚ（Ｈ）和Ｈ的参数测试原理、操作过     

非晶Co基软磁合金巨磁阻抗效应研究

巨磁阻抗可应用于微型高灵敏度磁传感器．我们研究了三种非晶合金薄带的巨磁阻抗效应．实验表明,在一定频率范围内提高测试频率,磁阻抗效应有明显提高;适当温度的退火也有助于磁阻抗效应的提高．其中成分为Ｃｏ７０Ｆｅ４．５Ｎｉ４Ｎｂ１Ｓｉ１２．５Ｂ８的非晶合金带的效应最显著,制备态非晶样品在频率为 ５ＭＨｚ下达 １２０％左右,经过退火处理的非晶样品在 ５ＭＨｚ下的效应可达４００％左右。     

非晶FeCuNbSiB多层膜的巨磁阻抗效应(英)

研究在250℃退火温度下非晶FeCuNbSiB薄膜的巨磁阻抗效应.X-ray谱和Mössbauer谱显示样品为非晶状态.导电层的厚度为2μm，磁性层的厚度为1μm.三明治结构的最大阻抗效应为20%.为了提高巨磁阻抗效应，在两磁性层之间加入了绝缘层SiO₂，在250℃退火温度下最大阻抗效应为62%.随着驱动电流频率的增大，磁阻抗效应曲线由随磁场的单调下降变为出现峰的结构.     

回火对应力退火Fe基薄带磁各向异性的影响

对应力退火的Fe基纳米晶薄带进行540℃回火处理,采用HP4294A型阻抗分析仪测量回火不同次数样品的纵向驱动巨磁阻抗(LDGMI)曲线.对系列LDGMI曲线特征与回火次数的关系进行分析,结果表明:回火释放了Fe基纳米晶薄带应力退火导致非晶基体滞弹性形变而引入的拉应力,使得样品的磁各向异性场减小.经过7次回火处理,应力退火感生的磁各向异性场从2 632.29 A/m减小到1 139.39 A/m.     

非晶FeCuNbSiB多层膜的巨磁阻抗效应

研究在250℃退火温度下非晶FeCuNbSiB薄膜的巨磁阻抗效应.X-ray谱和Mossbauer谱显示样品为非晶状态.导电层的厚度为2 μm,磁性层的厚度为1 μm.三明治结构的最大阻抗效应为20%.为了提高巨磁阻抗效应,在两磁性层之间加入了绝缘层SiO2,在250℃退火温度下最大阻抗效应为62%.随着驱动电流频率的增大,磁阻抗效应曲线由随磁场的单调下降变为出现峰的结构.     

热处理对Fe基合金丝巨磁阻抗效应的影响

采用高频感应加热熔融快淬法拉制玻璃包裹的 Fe 基非晶合金细丝,采用温度退火制备纳米晶丝;利用真空镀膜法制作了纵向驱动微型线圈;研究不同退火温度下合成的Fe基合金丝在纵向驱动方式下的巨磁阻抗(GMI)效应.结果表明:对玻璃包裹的Fe基合金非晶丝采用不同退火温度处理,可以不同程度消除材料中的残余应力,提高材料的软磁性能,...     

热处理过程中Co基非晶丝的层间耦合作用对GMI效应的影响

用氢氟酸去掉Co69.20Fe4.16Si12.35B10.77Cr3.42Mo0.1非晶玻璃包裹丝的玻璃层,获得了高纯度的Co基非晶丝,再对非晶细丝在空气或氢气保护中进行了退火处理,研究了退火过程中退火温度和退火时间对Co基非晶丝巨磁阻抗效应(GMI)的影响.研究发现,随着退火温度升高和退火时间加长,Co基非晶丝巨磁阻抗表现出非单调且非对称的变化,灵敏度随着退火温度的升高和退火时间的加长表现为先增大后减小的行为.在退火温度为673K,退火时间为9h的条件下,磁阻抗的灵敏度最高,可达227%.分析指出氧化层和纳米晶芯层的耦合相互作用可能是Co基非晶丝软磁性能得到改善的主要原因.     

铁基纳米晶玻璃包裹丝的直径对巨磁阻抗效应的影响

采用高频感应加热熔融拉引法制备F_e73.5C_u1Nb₃Si_13.5B₉玻璃包裹合金非晶丝，其中金属芯的直径为16～50 μm，经570 ℃退火处理得到具有最佳软磁性能的玻璃包裹纳米晶丝.研究其巨磁阻抗效应，发现随金属芯直径的增大，丝的磁阻抗变化先增大后减小，在30 μm时具有最大磁阻抗变化为251%.     

基于非品丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制

为提高导航、制导与引信等系统的目标探测和抗干扰能力。摆脱对GPS、伽利略等系统的依赖,在阐述非晶丝材料特性及其巨磁阻抗效应概念内涵和分析该领域国内外研究状况基础上。提出了一种基于非晶丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制。讨论了导航、制导及引信等系统要实现基于非晶丝的微磁物理场探测需解决的几个关键技术,分别就非晶丝磁探测基本技术理论、非晶丝磁滞特性及其抑制／补偿技术、非晶丝磁探测器的高灵敏度实现技术、目标探测与识别、非晶丝探测器弹（轨）道环境适应性等问题进行了分析和阐述。并给出了其基本技术途径。最后对该体制的应用前景进行了展望。     

基于非晶丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制

为提高导航、制导与引信等系统的目标探测和抗干扰能力,摆脱对GPS、伽利略等系统的依赖,在阐述非晶丝材料特性及其巨磁阻抗效应概念内涵和分析该领域国内外研究状况基础上,提出了一种基于非晶丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制.讨论了导航、制导及引信等系统要实现基于非晶丝的微磁物理场探测需解决的几个关键技术,分别就非晶丝磁探测基本技术理论、非晶丝磁滞特性及其抑制/补偿技术、非晶丝磁探测器的高灵敏度实现技术、目标探测与识别、非晶丝探测器弹(轨)道环境适应性等问题进行了分析和阐述,并给出了其基本技术途径.最后对该体制的应用前景进行了展望.     

复合玻璃包裹纳米晶细丝的巨磁阻抗效应

采用磁控溅射法在铁基纳米晶玻璃包裹丝外沉积铜层,研究了细丝在驱动电流流过不同层的巨磁阻抗效应．结果表明,沉积铜层后会使细丝的磁阻抗比最大值向低频段移动,并且发现当电流同时流入铜层和铁磁层时,在1MHz时就有明显的磁阻抗效应．这与导电层和铁磁层之间存在电磁相互作用有关．     

驱动方式对玻璃包裹铁基纳米晶丝巨磁阻抗(GMI)效应的影响

用HP4294A型阻抗分析仪测量了不同直径的玻璃包裹铁基纳米晶丝在2种驱动方式下的巨磁阻抗.结果发现,纵向和环向2种驱动方式下晶丝的最佳退火温度分别为580℃和560℃.2种驱动方式下,巨磁阻抗比值都随细丝直径的增大而增大;环向驱动方式下,巨磁阻抗频谱曲线峰值对应的驱动频率随细丝直径的增大而减小;纵向驱动方式下,不同直径晶丝的巨磁阻抗频谱曲线峰位频率没有明显的变化.     

气流对电流退火铁钴基薄带GMI效应的影响

在流动气体中,用焦耳热退火方法研究了单辊快淬技术制得的Fe36Co36Nb4Si4.8B19.2非晶薄带经32A/mm2电流退火10 min的巨磁阻抗效应.结果表明:保护气体的流速对材料的巨磁阻抗曲线有明显的影响,当保护气体的流速为1.8 m/s时出现了尖刺巨磁阻抗现象,灵敏度达到了最大值5 538%/(A.m-1).     

电流退火及长度对玻璃包裹丝GMI效应的影响

采用高频感应加热熔融快淬法制各了Fe_(73.5)Cu_(1.0)Nb_(3.0)Si_(13.5)B_9非晶玻璃包裹丝.首先对制备态包裹丝进行电流退火,结果发现电流密度为4.2×10~7 A/m~2时,退火得到的玻璃包裹丝性能最佳,原因是此时有合适的纳米晶体积比例.进而研究了长度对其磁性和巨磁阻抗效应的影响.结果表明,随着长度的减小,微丝的各项异性场增大,磁阻抗比减小,采用退磁场模型给予了合理解释.     

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.     

Fe—（Cu—Nb）—Si—B纳米晶合金的磁致伸缩

采用适当的热处理工艺将不同成分的Ｆｅ－（Ｃｕ－Ｎｂ）－Ｓｉ－Ｂ非晶态合金制备成纳米晶合金，测试了纳米晶合金的磁致伸缩，并与相应成分的非晶合金做了比较，实验结果表明，纳米晶合金的饱和磁致伸缩均小于非晶合金，较小的磁致伸缩并不是产生优异软磁性能的主要原因。