[发明专利]一种含Ni钴基非晶巨磁阻抗合金薄带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及巨磁阻抗材料的技术领域，尤其是涉及一种含Ni钴基非晶巨磁阻抗合金薄带及其制备方法。

背景技术

磁阻抗(Magneto-imPedance Ml)效应是软磁合金材料在外加变化磁场的情况下，交流阻抗随之变化的特性，产生该效应的主要原因是高频电流的趋肤效应。

随着现代科学技术的发展，尤其是信息技术的迅速发展，各行业对各种传感器提出了迫切的需求和更高的要求。磁敏传感器作为传感器门类中一个重要的组成部分，在工业自动化、汽车电子、家用电器、信息技术和医疗仪器等很多领域取得了广泛的应用。新技术的发展对磁传感器发展的要求主要集中于微型化、高灵敏度、响应快以及良好的温度稳定性等方面。目前技术比较成熟的磁传感器主要有霍尔传感器、磁通门传感器、磁阻传感器和巨磁电阻传感器等。

GMR传感器利用的是软磁材料的GMR效应，是1958年FertA.等人组成的小组，在(001)Fe/(001)Cr磁超晶格里发现的，其电阻的变化可达45％，1993年HelmoltR.von等人在La_2/3Ba_1/3MnO_x类钙钦矿薄膜中发现在室温下其电阻变化可以到达60％。GMR效应的发现，弥补了传统传感器的不足，但是总的来说，利用巨磁电阻效应制成的传感器的灵敏度依然比较低，尤其在检测微弱磁场的应用中受到了很大的限制。

1992年，日本名古屋大学MohriK.等人首先在钴基软磁非晶细丝中发现了巨磁阻抗(GMI)效应。GMR效应和GMI效应的主要区别，就是前一个用的是直流，而后一个用的是交流，二者所产生的物理机制完全不同。GMI效应的发现提供了一种在室温情况下对微弱磁场的检测手段，而且GMI的磁阻抗(Ml)比要比金属巨磁电阻(GMR)效应的磁电阻(MR)比高一个甚至10个数量级，这一现象引起了广泛的关注。随后GMI效应被看作很有可能是新纳米结构磁性材料中最具有潜力的磁传输现象。由于巨磁阻抗效应具有灵敏度高、饱和磁场低、无磁滞、响应快和稳定性好等优点，使GMI效应在磁场传感器、电流传感器及磁记录等领域有巨大的应用前景。在非晶和纳米晶软磁合金GMI效应的研究继续深入，尤其是应用研究取得了很大的进展。

GMI效应显示出其作为磁性传感器的性能上的优势，其驱动电流采用交流电，在实际应用中可以很方便地进行调制、解调、滤波等，这些都是GMR所不具备的功能，因此，巨磁阻抗效应吸引了各国的科学家进行了广泛研究。

Co基非晶软磁合金具有高磁导率、低矫顽力和良好的矩形回线等特性，可用于磁记录、磁屏蔽等场合，是超薄叠层铁心、磁性开关元件的良好材料，其研究和应用引人注目。非晶态钴基合金可代替晶态坡莫合金，在电子、通讯等行业中有广泛的应用前景。Co基非晶薄带一般通过单辊甩带制备。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有较高巨磁阻抗效应的含Ni钴基非晶巨磁阻抗合金薄带及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种含N_i钴基非晶巨磁阻抗合金薄带，合金薄带的成分组成由化学式表示为Co₆₈Fe_7-xN_ixSi₁₅B₁₀，其中，0＜x≤6。

所述的合金薄带的宽度为1～2mm，厚度为30～35μm。

一种含N_i钴基非晶巨磁阻抗合金薄带的制备方法，包括以下步骤：

(1)配比母合金原料：按Co₆₈Fe_7-xN_ixSi₁₅B₁₀中各元素的比例将纯度不低于99.9％的钴、铁、镍、硅、硼合金按原子摩尔百分比配置成名义成分为Co₆₈Fe_7-xN_ixSi₁₅B₁₀的母合金原料，其中，0＜x≤6；

(2)母合金熔炼：将母合金原料装入真空感应熔炼炉的坩埚中，真空条件下采用中频感应熔炼的方法把母合金原料反复熔炼3遍以上，反复熔炼的过程中进行搅拌，使合金成分均匀，并浇注成合金锭；母合金熔炼时，真空度控制在10^-5Pa，熔炼温度1400～1500℃，熔炼时间为10～30分钟；