磁场退火对Co基熔体抽拉丝巨磁阻抗效应的影响

对Co基熔体抽拉非晶丝进行了普通炉内退火和不同磁场强度（500 Oe,1600 Oe,4000 Oe）下的横向和纵向磁场退火,利用HP4192阻抗分析仪和Lakeshore7407VSM分析了退火态样品的巨磁阻抗（GMI）效应和软磁性能.研究结果表明,纵向磁场降低了环向各向异性,纵向磁场退火样品GMI效应降低且GMI曲线为单峰,最大阻抗变化率ΔZ/Z为131%,磁场响应灵敏度为7%/Oe;而横向磁场提高了环向畴体积,增加了环向各向异性场,导致退火样品GMI曲线随频率升高由单峰转 关键词： 非晶丝 巨磁阻抗效应 退火     

基于Nyquist图研究铁基非晶薄带巨磁阻抗效应的非线性

测量了铁基非晶薄带巨磁阻抗效应的阻抗实部和虚部并且计算出磁导率的实部和虚部,通过磁导率的非线性解释了巨磁阻抗效应的非线性原因,并且利用Nyquist图推出磁导率等效电路模型,指出磁导率等效电路模型中的LC共振频率是解决磁导率非线性的关键.研究结果表明:在激励电源横向磁化和外加磁场纵向磁化的过程中,非晶薄带磁导率的变化无规则,导致非晶薄带的巨磁阻抗效应呈现非线性变化.当激励频率在5 MHz、纵向磁场发生改变时,磁损耗角依然保持不变,磁导率与纵向磁场的非线性关系转化为磁导率模值与纵向磁场的关系,通过实验数据可以拟合出纵向磁场与磁导率的函数关系.     

磁电子学讲座 第一讲 新一类磁传感效应——巨磁阻抗效应

材料的交流阻抗随外加直流磁场的改变而变化的特性称为磁阻抗效应．在软磁合金中，这种效应是快响应、高灵敏度的，因而被称为巨磁阻抗效应．文章简单介绍了这一效应产生的基本原理、高频和低频交流电流情况下这一效应的特点，介绍了这一效应的应用前景     

电沉积复合丝及其巨磁阻抗效应的研究

采用脉冲电沉积工艺在Cu丝上沉积Fe Ni合金镀层 ,成功地制备出巨磁阻抗效应 (GMI)复合丝材料 ,研究了复合丝的磁性能和巨磁阻抗效应 .复合丝外壳磁性镀层软磁性越好 ,巨磁阻抗效应越明显 ,制备的复合丝最高巨磁阻抗效应为 2 7.19% .研究了复合丝阻抗与巨磁阻抗比值GMI随外加磁场的变化 ,其变化曲线的形状受复合丝磁各向异性场的影响 .此外 ,还研究了复合丝巨磁阻抗效应与驱动交变电流频率的关系 ,复合丝Fe17Ni83 样品巨磁阻抗效应的临界频率为 30kHz(GMI为 9.95 % ) ,特征频率为 30 0kHz(GMI为 2 7.19% ) ,截止频率为 10MHz (GMI为 10 .36 % ) .如此低的临界频率和特征频率及较宽的频率段对于实际应用非常有利 .     

非晶和纳米晶软磁丝状样品的环向磁化过程

采用阻抗法测定了不同磁结构的软磁丝状样品(非晶及纳米晶合金)的环向磁导率随环向磁场 强度和频率的变化. 按照Chen等的理论公式计算了样品的环向磁化曲线，结果发现，这一实 验原理公式对具有较大损耗的磁化过程并不适用. 因此，将其发展给出了更一般情况下的理 论公式. 此外，通过分析复数磁导率对环向磁场的依赖关系，确定了两类不同畴结构样品的 不同的环向矫顽力机理. 研究了交流频率对磁化过程的影响. 关键词： 非晶和纳米晶软磁丝 阻抗 环向磁化曲线     

电流退火铁基薄带巨磁阻抗效应的影响

研究了电流退火工艺对铁基非晶合金Fe₈₄Zr₈Nb_3.5B_3.5Cu_{1〈/sub>薄带巨磁阻抗效应的影响.实验结果表明,该铁基合金的巨磁阻抗ΔZ/Z随退火电流的增加而增强,当电流为820mA时,ΔZ/Z达到最大值62％,阻抗变化灵敏度可达约0.23％（A/m)^-1.结合此合金在电流退火燧后电性能和软磁性能的演变,讨论了材料的巨磁阻抗效应借助趋肤效应与交流频率和外加纵向磁场的关系. 关键词：}     

横向偏置场作用的非晶带巨磁阻抗效应理论

采用多畴结构模型,考虑非晶带具有180°畴壁的磁畴及其两面的偏置磁场方向的不同,根据自由能最小原理,Maxwell方程组及带阻尼项的Landau-Lifshitz方程,建立了非晶态合金带在横向偏置磁场作用下的巨磁阻抗效应的理论计算公式. 提出并采用四状态平均磁导率代替单畴模型获得的磁导率,得到了更符合实际的处于偏置场作用的阻抗随外磁场变化的理论结果. 关键词： 偏置磁场 四状态 多畴结构 巨磁阻抗     

LC共振型巨磁阻抗效应的研究

采用化学镀方法成功制备了自带电容构成LC共振回路的CoP/Insulator/BeCu复合结构丝.研究了这种新型复合结构丝产生LC共振型巨磁阻抗效应的特征,长度为lm=9.5cm的复合结构丝,当驱动电流频率为LC共振频率fr=29.0MHz时,LC共振型巨磁阻抗效应为487.5%,磁场灵敏度为0.46%/A·m-1,大于常规复合结构丝;远离此频率时的巨磁阻抗效应很小,巨磁阻抗效应表现出很好的频率选择特性.根据LC共振型复合结构丝的特征建立了等效电路模型,采用等效电路模型对这种复合结构丝进行了数值模拟,等效电路的数值计算与实验测量结果符合较好.从等效电路角度分析了LC共振型巨磁阻抗效应产生的机理,以及复合结构丝的长度对LC共振型巨磁阻抗效应的影响.     

钴基非晶丝的巨磁阻抗效应实验装置设计

介绍了巨磁阻抗效应的原理,提出了测量方法,分析巨磁阻抗效应随频率、外加磁场的变化规律.研究表明在6~21 MHz范围内,100 mT磁场下巨磁阻抗可达-50%以上,并且在30~40 mT磁场下巨磁阻抗即可达到-40%.     

NiFeCoP/BeCu复合结构丝的巨磁阻抗效应和磁化频率特性

用化学镀的方法制备了NiFeCoP/CuBe复合结构丝，研究了其巨磁阻抗特性.结果表明复合结构丝在较低频率的驱动电流下就有明显的磁阻抗效应，当驱动电流频率在20kHz时的磁阻抗效应为40％，最大磁阻抗效应出现的频率在180kHz，为97％.利用复数磁导率和等效电路探讨了该复合丝铁磁层磁化过程的频率特性，复合结构丝的特征弛豫频率在1MHz左右.外加直流磁场抑制畴壁移动，在等效电路中与抵消部分并联电路相关. 关键词： 巨磁阻抗效应 磁导率 弛豫频率 等效电路     

射频溅射功率对FeZrBCu软磁合金薄膜巨磁阻抗效应的影响

用射频溅射法制备了FeZrBCu软磁合金薄膜.研究了不同溅射功率对FeZrBCu薄膜软磁特性和巨磁阻抗效应的影响.用电子探针显微镜测量发现，当溅射功率为240W时，薄膜样品中Fe的原子含量为8732%，Cu的原子含量为29%.这种样品的矫顽力最小，为68A/m，饱和磁化强度约为111×105⁵A/m，软磁性能最佳，巨磁阻抗效应最大，溅态膜在 13MHz最大巨磁阻抗比纵向为17%，横向为11%.重点分析了阻抗的电阻、电感分量及横向有 效磁导率随频率的变化，得到在低频下主要是磁电感 关键词： 铁基合金 薄膜 巨磁阻抗效应     

磁环中非晶丝的阻抗效应分析

依据Landau-Lifshitz阻尼项和Gilbert阻尼项的磁矩转动方程,提出统一形式的磁化率张量表达式.基于等效磁导率将非晶丝中各向异性的电磁场求解问题转化为等效的各向同性问题,进而分析了套在绝缘磁环或导电磁环中非晶丝的阻抗.采用基于有限元的数值方法仿真磁环中非晶丝的阻抗,仿真结果验证了理论分析结论.理论分析和仿真实验均表明,外磁体的附加阻抗将严重降低阻抗变化率,破坏巨磁阻抗特性.为此,提出采用回路形式降低附加阻抗的方法,并基于仿真实验验证了该方法的有效性. 关键词： 巨磁阻抗效应 非晶材料 Maxwell方程 有限元     

FeCuCrVSiB单层和多层膜的横向巨磁阻抗效应

用射频溅射法制备了Fe_71.5Cu₁Cr_2.5V₄Si₁₂B₉单层膜和结构为(F/S)₃/M/(F/S)₃的多层膜，在制备过程中加72kA/m的纵向磁场.研究表明在制备过程中加磁场明显改善了材料的软磁性能，降低了材料的矫顽力.将样品经不同温度退火热处理后，发现经230℃退火1.5h的单层膜和多层膜具有最佳的软磁性能和最大的磁阻抗效应，单层膜最大横向磁阻抗比为37.5%，多层膜最大横向磁阻抗比高达277%.通过比较单层和多层膜磁阻抗效应随频率和磁场的变化，发现多层膜具有较低的磁阻抗效应的临界频率和峰值特征频率，和较大的磁阻抗变化率，而且有较低的横向磁阻抗效应的饱和场. 关键词： 铁基合金 多层膜 巨磁阻抗效应     

新一类磁传感效应——巨磁阻抗效应

材料的交流阻抗随外加直流磁的改变而变化的特性称为磁阻抗效应，在软磁合金中，这种效应是快响应，高灵敏度的，因而被称为巨磁阻抗效应，文章简单介绍了这一效应产生的基本原理、高频和低频交流电流情况下这一效应的特点，介绍了这一效应的应用前景。     

巨磁阻抗效应实验研究

利用物理实验室中常见的设备,搭建了一组巨磁阻抗效应实验装置,测量了在不同轴向外磁场及不同频率下钴基非晶态软磁合金细丝的阻抗.阻抗实部虚部均随外磁场增大迅速减小,而随频率增大缓慢增大.与交流阻抗的电磁理论比较,该实验结果与理论一致.实验观察到在40 MHz的频率、10 mT外磁场中阻抗变化达80%.根据数据和理论公式拟合,发现材料复磁导率随磁场强度增大迅速减小.     

LC共振型巨磁阻抗效应的研究

采用化学镀方法成功制备了自带电容构成LC共振回路的CoP/Insulator/BeCu复合结构丝. 研究了这种新型复合结构丝产生LC共振型巨磁阻抗效应的特征,长度为l_m=95 cm的复合结构丝,当驱动电流频率为LC共振频率f_r=290 MHz时,LC共振型巨磁阻抗效应为4875%,磁场灵敏度为046%/A·m^-1,大于常规复合结构丝;远离此频率时的巨 关键词： 复合结构丝 LC共振')" href="#">LC共振 等效电路模型 巨磁阻抗效应     

交流电流对铁基纳米晶丝巨磁阻抗效应形貌的影响

本文研究了交流电流的大小(I ＝0.2—20 mA)和频率(f ＝ 1—1 MHz)对具有横向畴结构的铁基纳米晶丝的巨磁阻抗效应形貌的影响.实验结果表明,样品的巨磁阻抗效应呈双峰特征,随着频率的增大,双峰的位置H=±H_m向高场移动;但随着电流的增大,双峰的位置逐渐向中心(H ＝ 0)收缩,甚至变成单峰位形.理论上一般认为,双峰的位置与横向各向异性场H_k相对应,即H< 关键词： 巨磁阻抗效应 交流电流 铁基纳米晶丝     

三明治结构与同轴电缆结构磁性材料巨磁阻抗效应的理论研究

根据两种具有巨磁阻抗（GMI）效应的磁性材料实验样品，提出了两种理论模型（同轴电缆结构——Cu丝外覆软磁材料的圆柱形；三明治结构——Cu或Ag为中间层外包软磁层的三明治膜），利用Maxwell方程和Landau_Lifshitz方程对其GMI效应的机理进行了理论研究.证明了两种模型的差别仅仅是形状因子的不同，从而由理论上证实了两种结构GMI效应增强的内在一致性.证实了在同种磁性材料情况下，双层结构具有结构方面的优越性.并对照实验数据讨论了参数的影响，得到与实验定性相符的结果. 关键词： 巨磁阻抗效应 三明治膜 Maxwell方程 Landau_Lifshit     

Co基金属纤维不对称巨磁阻抗效应

以直径32 μm的熔体抽拉Co基非晶金属纤维为研究对象, 分析了该纤维不同激励条件下的巨磁阻抗(giant magneto impedance, GMI)效应. 实验结果表明: 这类纤维的GMI效应具有不对称性特点, 即 AGMI (asymmetric GMI)效应. 同时, 发现AGMI效应随激励条件不同而变化, 随交流频率或者激励幅值升高而逐渐增强; 当存在一定偏置电压时, AGMI效应大幅增强. 通过研究纤维的磁化过程, 分析了Co基金属纤维的AGMI效应. 由于Co基熔体抽拉纤维具有螺旋各向异性以及磁滞的存在使得GMI效应具有不对称性, 频率升高或者激励电流幅值增加有利于壳层畴环向磁化, AGMI增强. 当在纤维两端施加偏置电压时, 偏置电流诱发环向磁场增强了环向磁化, AGMI效应提高; 偏置电压较低时磁场响应灵敏度提高, 同时磁化翻转向高场移动, 阻抗线性变化对应的直流磁场区间增大. 这一方面拓宽了GMI传感器工作区间及灵敏度, 另一方面不利于获得更大的磁场响应灵敏度. 10 MHz (5 mA)激励时, 施加1 V强度的偏置电压后, 对应的磁场灵敏度从616 V/T 提高至5687 V/T; 偏置电压为2 V时, 灵敏度降低到4525 V/T. 因此, 可以通过适当提高环向磁场的方法获得大的磁场响应灵敏度及阻抗变化线性区域.     

非晶丝端部磁场效应的模拟

实验表明,不同长度的非晶丝以及非晶丝端部不同的位置都具有不同的磁特性.为了研究这种端部磁场效应,基于磁荷分布的假设,采用数值计算方法获得了非晶丝端部的磁场分布.然后,基于数值计算结果,采用拟合方法获得非晶丝内部磁场分布的一般性计算形式.由于非晶丝内部磁场强度不可能超出外磁场强度,提出由中间的均匀磁区以及两端的入磁区和出磁区所构成的非晶丝三磁区模型,并由此获得端部磁场效应的临界长度计算公式.该理论模型对端部磁场效应的模拟计算结果与已有实验现象能够符合很好.