熔融抽拉法制备非晶态软磁合金纤维及其巨磁阻抗效应研究

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1、南京师范大学硕士学位论文熔融抽拉法制备非晶态软磁合金纤维及其巨磁阻抗效应研究姓名：武继文申请学位级别：硕士专业：凝聚态物理（磁性材料物理）指导教师：屠国华2003.5.1摘要1992年Mohri等人在FeCoSiB非晶丝中首先发现了巨磁阻抗(GMI)效应。，／由于GMI效应具有灵敏度高、饱和磁场较低、响应较快和稳定性好等优点，使＼一GMI效应在磁传感器领域有巨大的应用前景，因而引起了人们广泛的关注≥丝，(线或纤维)状非晶合金材料是目前为止GMI效应最为显著的材料之一，同时考虑到丝材料体积小，成本低，且质

2、地结实，因而其应用发展前景更为广阔。人们已经对巨磁阻抗效应产生的物理机理有了初步的认识。依照通过样品的交流驱动电流的频率，GMI可粗略地分为三个不同的频段：(1)在l一10kHz的低频范围，主要由磁性电感效应引起。(2)在更高频率直到几个MHz，由外加磁场使有效磁导率猛烈变化并进而使磁渗透深度发生变化引起。(3)在GHz数量级的很高频率时，由于铁磁共振，渗透深度发生巨大的变化并引起样品阻抗猛烈变化。我们选定目前研究得极少的用熔融抽拉法制备的非晶合金纤维。通过改进现有的单辊急冷制备非晶条带的装置，使之成为

3、既能制备非晶条带，又能用Maringer---Mobley熔融抽拉法制备非晶纤维的实验装置，成功地制备了一批co基和Fe基的非晶合金纤维，这在国内尚未见报导。x射线衍射分析、热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)表明纤维具有很好的非晶特性。纵向交流电流及脉冲电流焦耳热处理后的低频GMI测试表明：热处理对材料GMI效应有明显的影响，其变化非常丰富，发现了一些新现象。初步尝试对所得结果的物理机理进行了解释，深化了对GMI现象的理解，有助于更优越的GMI材料的探索。ABSTRACTIn1992．Moh

4、riandhisco—workersfirstdiscoveredthegiantmagneto。impedance(GMI)effectinFeCoSiBamorphouswires．Owingtovariousmeritssuchashighsensitiveness，lowsaturationmagneticfield，quickrespondenceandhighstability,GMIeffectshowsattractivepotentialofapplicationinthefieldo

5、fmagneticsensorandithasaroseextensiveattentionamongresearchers．ConsideringthatthewireshapeamorphousalloyisonewiththemostnotableGMIeffectanditssmallsize，lowCOStandhifghstrength，ithasevenmoreenormousforegroundofapplication．Atpresent．theinitialexplanationof

6、thephysicalmechanismofGMIeffecthasbeenestablished．DependingonthefrequencyofthedrivingACcurrentthatflowsthroughthesamples，theGMIcarlberoughlyseparatedintothreedifferentregimes：(1)Inthelow-frequencyrangeof1-10kHz，itismainlyduetomagneto—inductiveeffect．(2)A

7、thigherfrequenciesuptoafewIvInz，theeffectisbasicallycausedbyvariationsofthemagneticpenetrationdepthduetostrongchangesoftheeffectivemagneticpermeabilitycausedbyanexternalmagneticfield．(3)AtveryhighfrequenciesoftheorderofGHz．strongchangesofthesample’simped

8、anceoccurowingtotheferromagneticresonance．Ouraimistoinvestigatetheamorphousalloyfibersmanufacturedbymelt-extractionmethodwhichareseldomstudied．Byimprovingexistingsinglerolleramorphousribbonfabricationequipment，inadditionto