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.     

一类新型非晶丝微磁探测器在坦克静态 磁场分析中的应用

在了解FeCoSiB非晶丝材料物理特性的基础上,利用傅里叶解析法对非晶丝的巨磁阻抗效应展开分析,对其数学模型进行实验验证.进而探讨基于非晶丝传感元件的高灵敏度微磁物理场探测技术及电路实现途径,并以CPLD芯片为核心设计信号处理电路.实验结果证明传感器在0～1T的量程内具有较好的线性度,其分辨率可达100nT.并利用这种新型微磁探测器对地磁场变化的高灵敏性,分析坦克目标静态复合磁场的空间分布及通过特性,提高了数理模型的准确性.     

基于巨磁阻抗效应的非晶丝微磁传感器

在FeCoSiB非晶丝材料物理特性基础上,利用Fourier解析法对非晶丝的巨磁阻抗效应展开分析,对它的数学模型进行实验验证;进而探讨基于非晶丝传感元件的高灵敏度微磁物理场探测技术及电路实现途径,并以CPLD芯片为核心设计信号处理电路.实验结果证明:传感器在0～60μT的量程内具有较好的线性度,其分辨率可达0.1μT.这就解决了大多数磁传感器对地磁场、生物磁场等微弱物理量无法精确探测的缺陷,从而拓宽了磁传感器在微电子探测领域的适用范围.     

基于非晶丝GMI效应的微磁探测器

非晶丝具有优良的软磁和近零磁滞特性,为设计出灵敏度高、输出线性范围宽的微磁探测器,通过分析非晶丝巨磁阻抗(Giant Magneto Impedance,GMI)效应影响因素和存在的问题,设计了特殊结构的磁敏感元件,解决了带负反馈电路传感器电路复杂和双线圈绕制困难的问题。同时设计了高频脉冲电流发生器、信号预处理电路和数字信号处理模块,共同构成微磁探测器。对传感器和探测器分别进行了实验。结果证明:该传感器在±3Oe磁场范围内具有良好的线性,传感器磁场灵敏度可达65mV/Oe,并具有良好的温度稳定性;探测器的磁场分辨率为50μOe,能够灵敏探测微小铁磁物体。     

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     

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。     

纵向驱动巨磁阻抗效应的研究进展

对纵向驱动巨磁阻抗(LDGMI)效应的特性、原理及应用技术的研究进行了综述,对学术界存在争议的LDGMI效应和巨磁阻抗(GMI)效应基本物理机制问题进行了评析.认为LDGMI效应和GMI效应的区别在于工作模式不同,而基本物理机制相同,在应用开发中两者各有优缺点,相互可以形成互补关系,而LDGMI效应相比GMI效应具有灵敏度更高、可靠性更高、适应性更灵活等优点,在新型磁敏传感器和新型磁性能测量仪器开发应用中LDGMI效应会发挥独特的优势.LDGMI效应前景光明,值得业界关注.     

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.     

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。     

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．     

外镀铜层玻璃包裹丝的巨磁阻抗效应

首先利用高频感应加热熔融拉丝法制备了Fe_(73.0)Cu_(1.0)Nb_(2.0)Si_(13.5)B_(9.0)玻璃包裹非晶丝;然后在氮气保护下480～650℃之间退火0.5 h;最后利用化学镀方法在570℃退火的玻璃包裹丝上沉积了一层铜,构成复合结构丝.利用扫描电镜测量了材料的几何尺寸,研究了玻璃包裹丝退火前后及复合结构丝的巨磁阻抗效应.结果表明,材料的软磁特性改善提高了材料的磁阻抗比,铜层与磁性层之间的电磁相互作用也影响磁阻抗比.     

带材非对称巨磁阻抗效应理论建模及数值计算

非对称巨磁阻抗效应具有高灵敏度的磁场响应。对于具有内部非晶软磁层和表面结晶层的带材,其非对称巨磁阻抗效应的传感建模是个复杂问题。本文针对这一问题,采用有效偏置场描述表层和内层之间的耦合作用,通过求解Landau-Lifshitz动力学方程和线性Maxwell方程得到器件的对角和非对角电压,并计算结晶层厚度变化时的磁场特性正反向工作区间和灵敏度。计算结果与实验基本相符,表明所建模型是可靠有效的。它对研制高灵敏度和宽工作区间的磁传感器具有指导意义。     

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％.     

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.     

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.     

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.     

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.     

Fe63.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶和纳米晶合金的巨磁阻抗效应

研究了退火处理引起结构上的变化对Fe63.5Cr10Cu1Nb13.5B9非晶合金磁阻抗效应的影响,实验结果的分析表明,在测量的频段（0．2－10MHz)内巨磁阻抗效应可归因于偏置场引起的环向磁化率的改变,良好的软磁性是获得大的磁阻抗效应的重要条件。     

Fe63.5Cr10Cu1Nb3Si13.5B9非晶和纳米晶合金的巨磁阻抗效应

研究了退火处理引起结构上的变化对Fe63.5Cr10Cu1Nb3Si13．5B9非晶合金磁阻抗效应的影响,实验结果的分析表明,在测量的频段(0．2～10MHz)内巨磁阻抗效应可归因于偏置场引起的环向磁化率的改变,良好的软磁性是获得大的磁阻抗效应的重要条件．     

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.