复合结构丝巨磁阻抗效应的研究

【摘要】：本文结合高频感应加热熔融拉丝法和化学镀方法制备了两种芯层不同的复合结构丝，对其巨磁阻抗效应(Giant magneto-impedance Effect，简称GMI)进行了研究。结果表明三明治结构丝的巨磁阻抗效应存在层与层之间的电磁相互作用，涡流和趋肤效应是影响巨磁阻抗效应的重要原因。 1、感应加热熔融拉丝法制备成份为Fe_(73.5)Cu_(1.0)Nb_(1.5)V_(2.0)Si_(13.5)B_(9.0)的玻璃包裹铁基非晶丝，非晶丝在570℃氮气保护下退火，使其析出纳米晶粒，铁基微晶丝显示了优越的软磁特性和显著的巨磁阻抗效应。另外采用化学镀方法在BeCu和BeCu／绝缘层丝外施镀NiCoP，为了消除制备过程中产生的应力，样品经低温退火处理，并对两种复合结构丝退火前后的巨磁阻抗效应进行了研究。 2、利用化学镀方法，制备成沉积不同厚度铜层的玻璃包裹铁基微晶复合结构丝，研究了铜层厚度(0μm，1μm，1.5μm，2μm)对巨磁阻抗效应的影响。结果表明铜层厚(≤1.5μm)的复合丝与未镀铜的磁阻抗相比，在低频下增大，高频下减小，这是因为在较低频率下，玻璃包裹丝外的铜层会产生涡流并作用到铁磁芯层，降低了磁阻抗变化的起始频率，随着频率的增加，磁化受到严重阻尼，因此磁阻抗变化减小。但铜层厚达到2μm，涡流急剧增大，上述的变化趋势消失。 3、利用磁控溅射法在玻璃包裹丝外沉积铜层，研究了驱动电流流过不同层的GMI效应，结果表明，在同样频率下，沉积有铜层的铁基微晶丝磁阻抗比最大值所对应的外磁场右移，这是由于铜层内的涡流会减小有效驱动电流，从而使补偿磁场H_m增大。并且发现当驱动电流同时流入铜层和铁磁层时，在f=1MHz就有明显的磁阻抗效应，这主要是因为铜层电导率σ大，交变电流主要通过铜层，这使得在低频下，感抗效应对阻抗变化的贡献增大。 华东师范大学硕士毕业论文(2004年) 复合结构丝巨磁阻抗效应的研究 4、制备了在BeCu丝(导电芯层)或BeC记绝缘层化学镀NiCoP(铁磁层)的复 合结构丝，并对其巨磁阻抗效应进行了研究，结果表明，样品在较低频率下， 具有很大的GMI效应，这主要是因为当驱动电流流过复合丝时，交变电流主要 流过内层高导电金属，外部封闭磁层是感应磁场的主要通路，起始频率降低。 此外，BeC川绝缘层加iCoP的磁阻抗效应灵敏度优越于BeCu加iCoP的，这是由 于中间绝缘层的隔离，使涡流损耗减小。