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巨磁阻抗效应(Giant Magneto-Impedance Effects,GMI)是指软磁材料的交流阻抗随外加磁场的改变而发生显著变化的现象,产生GMI效应的主要原因是高频电流的趋肤效应。由于GMI效应具有灵敏度高、饱和磁场低、响应快和稳定性好等优点,这使GMI效应在磁传感器领域有巨大的应用前景,已引起了研究者广泛的关注。 本文采用块体旋转流动铸造法,成功的制成一批光滑连续的CoFeSiB非晶带材,厚度在12μm~40 mm,宽度在100μm~50 mm,X射线分析表明为非晶态。文章分析了制备非晶带材过程中,各工艺参数对非晶带材制备的影响,进一步优化了非晶带材的制备工艺,最终得出了制备非晶带材的最佳工艺参数。淬态非晶微带经热处理后,巨磁阻抗效应显著。样品的阻抗特性使用Agilent4294A精密阻抗分析仪测量。用振动样品磁强计(VSM)测量了材料的居里温度。利用差热分析(DTA)研究样品的晶化过程。分析了非晶微带淬态和退火态的XRD谱和GMI效应的关系。 本文系统研究了热处理工艺对非晶微带巨磁阻抗性能的影响。在张应力退火热处理中,分析了退火温度、张应力大小和退火时间对非晶微带巨磁阻抗效应的影响,得到了最佳的退火工艺:退火温度为475℃、张应力为300 MPa、退火时间为65 s,此时,巨磁阻抗变化率为236.4%,磁场灵敏度达到211.6%/Oe。在直流电流退火热处理中,研究了直流电流大小和通电时间对非晶微带巨磁阻抗效应的影响,在300 mA的直流电下,通电100 s,非晶微带巨磁阻抗性能最显著,巨磁阻抗变化率为218.9%,磁场灵敏度达到393.3%/Oe。电阻R和ΔR/R0随磁场的增大逐渐减少,当到达一定值时,阻抗变化率R和ΔR/R0就不再变化,此时非晶微带被磁化饱和,所有横向磁畴都和外磁场平行,由横向磁导率引起的电阻变化将不再增加,及横向磁导率也将到达极值。X和ΔX/X0、Z和ΔZ/Z0都有相似的规律。 文章还研究了激发电流频率和振幅对电流退火非晶微带巨磁阻抗性能的影响。在电流频率f=5 MHz、电流振幅I=10 mA时,巨磁阻抗效应最明显。在不同激发频率下,非晶微带表现出正负不同的巨磁阻抗效应,表现出巨磁阻抗效应的单峰和双峰行为,分析了产生该行为的机理原因论文还研究了非晶微带的软磁性能对非晶微带巨磁阻抗性能的影响,分析了内应力对矫顽力、以及软磁性能的影响。此外,本文还研究了非晶微带的巨磁阻抗效应以及其GMI磁滞效应,以及非晶微带的软磁性能对非晶微带GMI磁滞效应的影响。实验用Agilent4294A阻抗分析仪测量其阻抗变化,得到微带的GMI比变化率小于1%。从实验结果看,这种非晶微带要获得较小的GMI磁滞效应,则存在一个与其相对应的最佳的处理电流、激发电流、频率、以及工艺等参数。 磁畴壁的转动和磁畴的转动都对非晶微带阻抗的变化有影响,但温度对磁畴壁转动影响更大,磁畴壁的转动对温度变化比磁畴的转动对温度的变化更为敏感。在20℃-100℃时,磁畴壁转动对温度的敏感度要比磁畴转动对温度的敏感度高。在-70℃-70℃的温度范围内,阻抗变化率随温度的变化小于0.01%FS/℃,说明CoFeSiB非晶微带具有很高的温度稳定性,因此,这种经过特殊处理后的钴基非晶微带材料适合用于磁敏传感器。