[發明專利]一種含Cu、Nb鈷基非晶巨磁阻抗合金薄帶及其制備方法

有效

• 申請號: 201410247522.1
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104032242A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 陸偉;賈敏;黃平;凌敏;王嘉婧
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C22C45/04
• 分類號: C22C45/04;B22D11/06
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本發明屬于巨磁阻抗材料的技術領域，尤其是涉及一種含Cu、Nb鈷基非晶巨磁阻抗合金薄帶及其制備方法。

背景技術

磁阻抗(Magneto-imPedanceMl)效應是軟磁合金材料在外加變化磁場的情況下，交流阻抗隨之變化的特性，產生該效應的主要原因是高頻電流的趨膚效應。

隨著現代科學技術的發展，尤其是信息技術的迅速發展，各行業對各種傳感器提出了迫切的需求和更高的要求。磁敏傳感器作為傳感器門類中一個重要的組成部分，在工業自動化、汽車電子、家用電器、信息技術和醫療儀器等很多領域取得了廣泛的應用。新技術的發展對磁傳感器發展的要求主要集中于微型化、高靈敏度、響應快以及良好的溫度穩定性等方面。目前技術比較成熟的磁傳感器主要有霍爾傳感器、磁通門傳感器、磁阻傳感器和巨磁電阻傳感器等。

GMR傳感器利用的是軟磁材料的GMR效應，是1958年F_ertA.等人組成的小組，在(001)Fe/(001)Cr磁超晶格里發現的，其電阻的變化可達45％，1993年HelmoltR.von等人在La_2/3Ba_1/3MnO_x類鈣欽礦薄膜中發現在室溫下其電阻變化可以到達60％。GMR效應的發現，彌補了傳統傳感器的不足，但是總的來說，利用巨磁電阻效應制成的傳感器的靈敏度依然比較低，尤其在檢測微弱磁場的應用中受到了很大的限制。

1992年，日本名古屋大學MohriK.等人首先在鈷基軟磁非晶細絲中發現了巨磁阻抗(GMI)效應。GMR效應和GMI效應的主要區別，就是前一個用的是直流，而后一個用的是交流，二者所產生的物理機制完全不同。GMI效應的發現提供了一種在室溫情況下對微弱磁場的檢測手段，而且GMI的磁阻抗(MI)比要比金屬巨磁電阻(GMR)效應的磁電阻(MR)比高一個甚至10個數量級，這一現象引起了廣泛的關注。隨后GMI效應被看作很有可能是新納米結構磁性材料中最具有潛力的磁傳輸現象。由于巨磁阻抗效應具有靈敏度高、飽和磁場低、無磁滯、響應快和穩定性好等優點，使GMI效應在磁場傳感器、電流傳感器及磁記錄等領域有巨大的應用前景。在非晶和納米晶軟磁合金GMI效應的研究繼續深入，尤其是應用研究取得了很大的進展。

GMI效應顯示出其作為磁性傳感器的性能上的優勢，其驅動電流采用交流電，在實際應用中可以很方便地進行調制、解調、濾波等，這些都是GMR所不具備的功能，因此，巨磁阻抗效應吸引了各國的科學家進行了廣泛研究。

Co基非晶軟磁合金具有高磁導率、低矯頑力和良好的矩形回線等特性，可用于磁記錄、磁屏蔽等場合，是超薄疊層鐵心、磁性開關元件的良好材料，其研究和應用引人注目。非晶態鈷基合金可代替晶態坡莫合金，在電子、通訊等行業中有廣泛的應用前景。Co基非晶薄帶一般通過單輥甩帶制備。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種具有較高巨磁阻抗效應的含Cu、Nb鈷基非晶巨磁阻抗合金薄帶及其制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種含Cu、Nb鈷基非晶巨磁阻抗合金薄帶，合金薄帶的成分組成由化學式表示為Co₆₈Fe₇Si₁₅B₁₀Nb_3-xCu_x，其中，0.5≤x≤2。

所述的合金薄帶的寬度為1～2mm，厚度為30～35μm。

一種含Cu、Nb鈷基非晶巨磁阻抗合金薄帶的制備方法，包括以下步驟：

(1)配比母合金原料：按Co₆₈Fe₇Si₁₅B₁₀Nb_3-xCu_x中各元素的比例將純度不低于99.9％的鈷、鐵、硅、硼、鈮、銅合金按原子摩爾百分比配置成名義成分為Co₆₈Fe₇Si₁₅B₁₀Nb_3-xCu_x的母合金原料，其中，0.5≤x≤2；

(2)母合金熔煉：將母合金原料裝入真空感應熔煉爐的坩堝中，真空條件下采用中頻感應熔煉的方法把母合金原料反復熔煉3遍以上，反復熔煉的過程中進行攪拌，使合金成分均勻，并澆注成合金錠；母合金熔煉時，真空度控制在10^-5Pa，熔煉溫度為1400～1500℃，熔煉時間為10～30分鐘；