非晶、纳米晶玻璃包裹丝的软磁性能及巨磁阻抗效应研究

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本文回顾和总结了巨磁阻抗效应的发展历史和研究现状,采用高频感应加热熔融快淬法制备出铁基、铁钴基、钴基非晶玻璃包裹丝,研究了退火条件、几何尺寸等因素对材料软磁性能及巨磁阻抗效应的影响。论文的主要内容包括: 1.制备和研究了铁基玻璃包裹丝。制备了不同几何尺寸的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9铁基玻璃包裹合金非晶丝,经570℃退火处理得到玻璃包裹纳米晶丝,采用四点法研究了其巨磁阻抗效应。结果表明,样品在金属芯直径为30μm左右时具有最佳软磁性能,最大磁阻抗变化为251%,并对实验结果给出了合理解释。 2.制备和研究了铁钴基玻璃包裹丝。通过X射线衍射、穆斯堡尔谱和动态磁滞回线等方法研究了铁钴基材料Fe46Co19Si8.5B15Ni11.5玻璃包裹丝经不同温度退火后的结构、成分以及软磁性能。结果显示通过结构驰豫和晶化过程减小了磁无序,超顺磁场的改变说明有非稳态相α-Fe/Co出现,520℃退火样品表现出最佳的软磁性能和巨磁阻抗效应。 3.制备和研究了钴基玻璃包裹丝。对钴基Co6920Fe4.16Si12.35B10.77Cr3.42Mo0.1玻璃包裹合金非晶丝分别进行了常规火炉和电流应力退火,发现(1)非晶丝经常规火炉退火处理后巨磁阻抗效应反而下降了;(2)电流退火存在最佳电流密度约为30A/mm2;(3)电流应力退火时,在相同电流作用下,应力越大越容易产生感生各向异性,可提高软磁性能,但当应力过大则会破坏原有磁结构,使软磁性能下降。钴基玻璃包裹丝电流应力退火处理的最佳条件是电流密度为30A/mm2,应力为80MPa,退火时间为3min,巨磁阻抗比可达到1452%,灵敏度高达1479%/Oe。 4.铁基、铁钴基、钴基非晶玻璃包裹细丝,当金属芯直径和总直径比一定而金属芯直径不同:铁基、钴基晶玻璃包裹丝的最大阻抗比随着金属芯直径的增大先增加,后减小;而铁钴基玻璃包裹丝的金属芯直径对铁钴基玻璃包裹丝的GMI效应无影响。
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