[發(fā)明專利]一種獲取雙區(qū)間大量程磁阻抗效應(yīng)非晶微絲的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710347122.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN107217220A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳東明;邢大偉;劉景順;沈紅先
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 渤海大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C45/04
• 分類號(hào): C22C45/04;C22F1/10;G01R33/00;G01R33/09
• 代理公司: 錦州遼西專利事務(wù)所(普通合伙)21225
• 代理人: 王佳佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種獲取雙區(qū)間大量程磁阻抗效應(yīng)非晶微絲的方法，尤其適用于對(duì)弱磁場或小磁場(0～3.5Oe)探測及軟磁材料(<20Oe)檢測等具有線性響應(yīng)和較大響應(yīng)量程的微型傳感器開發(fā)。

背景技術(shù)

Co_68.15Fe_4.35Si_12.25B₁₁₂₅Nb₂Cu₂非晶微絲屬于Co-Fe基非晶材料，具有優(yōu)異的軟磁性能，尤其在小磁場條件下，它們都具有快速響應(yīng)和穩(wěn)定度的特性，具有巨磁阻抗性能，可以應(yīng)用于微型化高靈敏度磁傳感器中。作為磁敏感器件，一方面要求材料具有高的阻抗變化率和高的磁場靈敏度；一方面要求具有大的磁場響應(yīng)量程，以滿足不同磁場變化區(qū)間的響應(yīng)要求。基于此，對(duì)材料的阻抗性能提出了新的挑戰(zhàn)，即在不犧牲響應(yīng)靈敏度的基礎(chǔ)上，可以滿足不同磁場區(qū)間響應(yīng)的探測與甄別。在生物傳感器件方面，在較大磁場(15Oe)響應(yīng)時(shí)，非晶帶已醫(yī)學(xué)方面得到應(yīng)用。然而，該材料阻抗性能具有較低的磁靈敏度及在小于20MHz頻率激勵(lì)下無法應(yīng)用，且制備相對(duì)復(fù)雜，各向異性較大，限制了其更廣泛應(yīng)用。相比非晶絲方面，并未報(bào)道此類較大的響應(yīng)場，但非晶絲相對(duì)非晶帶軟磁性能更好，靈敏度更高。

目前，具有高性能的巨磁阻抗效應(yīng)的非晶絲、非晶帶、軟磁薄膜等材料均是通過退火或后處理等工藝得到的。對(duì)熔體抽拉非晶絲Co_68.15Fe_4.35Si_12.25B_11.25Nb₂Cu₂采用低溫焦耳退火，以液氮為介質(zhì)，雖然實(shí)現(xiàn)了大電流退火方式，但低溫液氮的引入，并未能實(shí)現(xiàn)微絲應(yīng)力的釋放，而是重新分布了微絲的內(nèi)應(yīng)力；這樣，在小磁場(<3.5Oe)區(qū)間的磁場探測與甄別方面，有所欠缺。CN104532174公開了“一種非晶微絲可調(diào)控阻抗線性響應(yīng)量程的方法”，該方法通過液態(tài)油介質(zhì)焦耳退火對(duì)熔體抽拉非晶微絲進(jìn)行退火，可有效釋放微絲內(nèi)部殘余應(yīng)力。但是采用液態(tài)油為介質(zhì)進(jìn)行退火處理，對(duì)環(huán)境有污染，使用時(shí)需要進(jìn)行處理，并且，該材料在同一溫度下退火處理的非晶微絲，線性區(qū)間較小，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，需要調(diào)制，因此，限制的材料的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)是提供一種獲取雙區(qū)間大量程磁阻抗效應(yīng)非晶微絲的方法，工藝簡單，操作性強(qiáng)，便于控制，對(duì)環(huán)境友好，獲得的非晶微絲具有雙區(qū)間、大量程磁阻抗效應(yīng)，適用于弱磁場或小磁場(0～3.5Oe)探測及軟磁材料(<20Oe)檢測等具有線性響應(yīng)和較大響應(yīng)量程的微型傳感器開發(fā)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種獲取雙區(qū)間大量程磁阻抗效應(yīng)非晶微絲的方法，其具體工藝過程如下：

(1)采用熔體抽拉法制備的直徑為30μm的Co_68.15Fe_4.35Si_12.25B_11.25Nb₂Cu₂非晶微絲，連接到液態(tài)介質(zhì)無水乙醇焦耳退火的電路中，在退火電流250mA下退火180s，完成非晶微絲退火；

(2)非晶微絲完成退火后，利用去離子水清洗并烘干，獲得雙區(qū)間大量程磁阻抗效應(yīng)非晶微絲。

進(jìn)一步的，在零磁屏蔽空間內(nèi)進(jìn)行磁阻抗性能測試，在11MHz～20MHz頻率激勵(lì)下，所述雙區(qū)間大量程磁阻抗效應(yīng)非晶微絲阻抗上升曲線具有0～3.5Oe單調(diào)遞增與3.5～20Oe單調(diào)遞減的雙區(qū)間線性響應(yīng)量程。

本發(fā)明的有益效果：

(1)在液態(tài)介質(zhì)無水乙醇中對(duì)非晶微絲焦耳退火，不僅可以有效釋放非晶微絲內(nèi)部殘余應(yīng)力，還實(shí)現(xiàn)了更大的磁場線性響應(yīng)量程(<20Oe)，而且實(shí)現(xiàn)弱磁場及小磁場線性響應(yīng)量程調(diào)制，使其在0～3.5Oe與3.5～20Oe雙區(qū)間磁場，實(shí)現(xiàn)雙區(qū)間的線性響應(yīng)量程特性。

(2)該退火工藝方法與現(xiàn)有的低溫焦耳熱退火和真空焦耳退火等特殊處理技術(shù)相比，具有設(shè)備簡單、安全性能高、工藝實(shí)用且可操作性強(qiáng)、效率較高、電流密度易于控制、便于連接等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足微型傳感器對(duì)弱小或較大磁場響應(yīng)量程及靈敏度等性能需求，適用于弱磁場或小磁場(0～3.5Oe)探測及軟磁材料(<20Oe)檢測等具有線性響應(yīng)和較大響應(yīng)量程的微型傳感器開發(fā)。

附圖說明