新型金屬熔旋快淬薄帶材料的交流磁響應.pdf

1、隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展，電子技術跟電子工業(yè)都取得了巨大的進步，磁傳感器件與磁存儲器件都朝著小尺寸、高靈敏度和響應快速的方向發(fā)展。1992年，日本學者K.Mohri等人首先發(fā)現(xiàn)：當CoFeSiB非晶絲通以交變電流時，絲兩端感生的電壓幅值隨外加磁場的變化而發(fā)生非常靈敏的變化。在低頻時，趨膚效應可以忽略，阻抗中的電阻分量受外磁場影響很小，交流電壓的磁場關系主要來自電感分量，稱為“巨磁電感效應”；而在趨膚效應明顯的高頻環(huán)境下，電阻分量和電感分量

2、同時受外磁場和驅動電流頻率的影響，稱為巨磁阻抗效應(GMI效應)。 最初，對GMI效應的研究較多的是具有零或負磁致伸縮系數(shù)的Co基軟磁非晶絲，后來又逐步延伸到薄膜、薄帶和Fe基軟磁材料。由于其應用在磁傳感器和磁頭上具有響應快、無磁滯、高靈敏等優(yōu)點，現(xiàn)在，軟磁材料中的GMI效應已經成為磁電子學研究的熱點。 現(xiàn)在，F(xiàn)eZrB、FeZrBCu、FeNbSiB系列金屬薄帶的GMI效應已經進行了大量的研究，但FeNbB及FeNbB

3、Cu材料的巨磁阻抗效應還沒有研究，并且對材料橫向磁導率的變化率與巨磁阻抗效應關系的研究也非常少。因此為了制備具有更高巨磁阻抗效應的新材料，研究影響巨磁阻抗效應的因素，本論文對以下幾個方面的內容進行了研究： 1.用快淬甩帶法制備了Fe84Nb7B9及微量攙雜Cu元素的Fe83Nb7B9Cu1非晶薄帶，在520℃-820℃下進行真空退火處理，使材料析出α-Fe納米晶粒，由X射線衍射圖譜得到其晶粒大小在9nm-14nm左右；測量了退火

4、薄帶在不同外加磁場、驅動電流頻率下的電阻、電感值，通過計算其阻抗值的變化，得到了納米晶薄帶的巨磁阻抗效應頻譜及巨磁阻抗效應隨外場的變化規(guī)律，研究了外加磁場、電流頻率和退火溫度對材料巨磁阻抗效應的影響。 2.測量了兩種納米晶薄帶在外場下的磁導率，研究了磁導率的變化率和巨磁阻抗效應變化的規(guī)律，說明了材料在磁場作用下的趨膚效應和橫向微分磁導率的變化共同作用，使得磁阻抗GMI(Z)和磁電阻GMI(R)出現(xiàn)峰值，他們是產生巨磁阻抗效應的主

5、要原因。 3.通過研究退火溫度對材料巨磁阻抗效應的影響，我們發(fā)現(xiàn)納米晶薄帶存在一個最佳退火溫度，在此溫度下退火可產生GMI(Z)的最大值。Fe84Nb7B9納米晶薄帶的最佳退火溫度是670℃，其GMI(Z)的最大值為-48.22％；而Fe83Nb7B9Cu1納米晶薄帶的最佳退火溫度為650℃，GMI(Z)的最大值為-54.8％。 4.對比Fe84Nb7B9與Fe83Nb7B9Cu1納米晶薄帶的巨磁阻抗效應，可以發(fā)現(xiàn)Cu攙