[发明专利]一种具有巨磁阻抗效应的非晶纤维及其制备方法与应用

说明书

一种具有巨磁阻抗效应的非晶纤维及其制备方法与应用，属于功能材料的应用技术领域。为了提高非晶纤维的巨磁阻抗效应，本发明采用直流电电镀工艺在非晶纤维外层制备铁磁壳层，获得具有非晶态芯部，铁磁壳层的巨磁阻抗效应非晶纤维，所述非晶纤维成分为Co_68.15Fe_4.35Si_12.25B_13.25Zr₂或Cu₄₈Zr₄₈Al₄，所述铁磁镀层成分为Ni_80‑XFe_20+X合金，其中X＝0‑10。本发明可用于高灵敏度磁传感器的制备。

技术领域

本发明属于功能材料的应用技术领域，具体涉及一种具有巨磁阻抗效应的非晶纤维及其制备方法与应用。

背景技术

非晶纤维微观结构为短程有序长程无序，且有较小的磁滞损耗和矫顽力、负或近零磁致伸缩系数、高磁导率、特殊磁畴结构和趋肤效应(Skin Effect)等特点，尤其是较高频率下的显著巨磁阻抗效应(giant magneto-impedance,GMI)明显优于非晶薄带、磁性薄膜和电沉积复合纤维等其它类型材料，故非晶纤维更适合作为GMI磁敏传感器用新型敏感材料(参见V.Zhukova,M.Ipatov,A.Zhukov.Thin Magnetically Soft Wires forMagnetic Microsensors.Sensors.2009,9:9216-9240.)，使其在微型化高灵敏度磁传感器中得到实际应用。目前，国内外对该性能非晶纤维，特性的研究尚未有相关报道。

发明内容

为了提高非晶纤维的巨磁阻抗效应，本发明提供了一种具有巨磁阻抗效应的非晶纤维，所述非晶纤维是采用直流电电镀工艺在非晶纤维外层制备铁磁壳层，获得的具有非晶态芯部，铁磁壳层的巨磁阻抗效应的非晶纤维，所述非晶纤维成分为Co_68.15Fe_4.35Si_12.25B_13.25Zr₂或Cu₄₈Zr₄₈Al₄，所述铁磁镀层成分为Ni_80-XFe_20+X合金，其中X＝0-10。

进一步地限定，以Co_68.15Fe_4.35Si_12.25B_13.25Zr₂为成分的非晶态纤维，非晶态芯部直径为42μm±1μm，铁磁壳层厚度19.1μm±0.2μm；以Cu₄₈Zr₄₈Al₄为成分的非晶态纤维芯部直径为49μm±1μm，铁磁壳层厚度为15.5μm±0.4μm。

本发明还提供了上述具有巨磁阻抗效应的非晶纤维的制备方法，是使用熔体抽拉法制备非晶纤维，以非晶纤维作为芯部，采用直流电电镀工艺在非晶纤维外层制备铁磁壳层，获得具有非晶态芯部，铁磁壳层的巨磁阻抗效应非晶纤维，所述直流电电镀工艺中采用的阴极电流密度4-12A/dm²，电镀时间5-30min，电镀温度50-80℃，pH值2.5-5，阳极为Ni_80-XFe_20+X合金，其中X＝0-10，阴极为非晶纤维。

进一步地限定，所述直流电电镀工艺中采用的阴极电流密度6A/dm²，电镀时间20min，电镀液温度为60℃，pH为3.5。

进一步地限定，所述直流电电镀工艺中采用的电镀液的主盐成分为硫酸镍NiSO₄·7H₂O与硫酸铁FeSO₄·7H₂O。