张应力作用下CoFeSiB非晶丝和薄带的巨磁阻抗效应

采用熔融抽拉法和单辊急冷法分别制备了Co68.25Fe4.5Si12.25B15非晶丝和薄带。研究了不同张应力作用下丝和薄带的GMI效应,结果发现随张应力的上升非晶丝的GMI比下降,而非晶薄带的GMI比则先升后降。当张应力为227MPa时,薄带的GMI比最大达到452%,△Z/Z=[Z(H)-Z(H=0)]/Z(H=0)也达到260%,磁场灵敏度达到3.2%/(A·m-1)。分析表明过强的环向(横向)各向异性反而不利于GMI效应。

CoFeSiB非晶丝弱磁场测量仪的研制

设计了以Co基非晶丝为敏感元件的传感器探头,多谐振荡励磁电路,信号处理电路,单片机显示电路,且对该磁场测量仪进行了标定。

电流退火对CoFeSiB非晶丝和薄带的巨磁阻抗效应比较

采用熔融抽拉法和单辊急冷法分别制备了Co68.25Fe4.5Si12.25B15非晶丝和薄带。测量了制备态下两者的巨磁阻抗(GMI)效应,发现非晶丝的GMI比率高于薄带。研究了不同电流密度退火后非晶丝和薄带的GMI效应,结果发现ΔΖ/Ζ=[Z(H)-Z(H=0)]/Z(H=0)都明显上升,且非晶薄带数值更大;当电流密度等于0.96×107A/m2时,薄带的这一比率最大达到410%,磁场灵敏度达到5.1%/(A/m)。分析了出现上述现象的原因。

CoFeSiB非晶丝钢板缺陷检测仪

以Co_(68)Fe_(4.5)Si_(15)B_(12.5)非晶丝为敏感器件,采用STM32微处理器为信号处理系统,研制了钢板缺陷检测仪.介绍了该仪器的检测原理、信号处理电路、检测仪器的标定方法.利用该仪器测试了具有缝隙的45号钢样品,测得缝深大于3.4mm、缝宽大于0.05mm、缝长大于10mm.

铁磁非晶丝对复合材料受力状态的响应行为研究

采用VARTM工艺制备碳纤维增强树脂基复合材料和内嵌非晶丝的复合材料,通过铁磁非晶丝阻抗变化情况来分析复合材料的受力状态响应行为。试验结果表明:试件断裂损伤主要表现为基体裂纹的产生,层间出现分层断裂,材料损伤加剧直至整个试件发生断裂;在各拉伸应力下,铁磁非晶丝的阻抗均表现出随着拉伸应力的增加先增加后减小的趋势,验证了铁磁非晶丝监测复合材料的结构健康的可行性。

Co-Fe-Si-B非晶丝的巨磁阻抗效应研究

通过傅立叶分析模型研究了CoFeSiB非晶丝的GMI效应 ,将得出的阻抗计算结果与实验比较 ,发现该模型较符合实验规律。同时计算了非晶丝半径、饱和磁化强度以及电阻率对GMI效应的影响 ,结果表明增大非晶丝半径 。

玻璃包裹铁基合金非晶细丝制备方法的研究

该文介绍了利用高频感应加热熔融快淬法制备玻璃包裹合金非晶细丝的方法 ,叙述了选材、加热、拉丝、淬火等环节的技术关键 ,并用高分辨率显微镜、动态磁滞回线和穆斯堡尔谱等方法对非晶细丝进行特性表征 ,结果表明细丝直径 17μm ,玻璃壁厚 5 μm 。

W丝增强含Co锆基非晶复合材料的变形行为与力学性能

采用渗流铸造方法制备了W丝增强Zr-Ti-Cu-Be-Co非晶基复合材料,研究了复合材料的变形方式及力学性能。结果表明:W丝增强复合材料在准静态压缩条件下不仅保持了Zr-Ti-Cu-Be-Co非晶基体高的强度,而且表现出很高的塑性,与纯非晶相比提高了900%。随着W丝体积分数的增加,复合材料的变形方式由剪切滑移转变为W丝的弯曲和劈裂。复合材料的宏观塑性变形量与压缩过程中产生的剪切带数量成正比。W丝对非晶基体单一剪切带滑移的阻碍,促进多重剪切带的产生和扩展是复合材料产生大量塑性变形的微观机理。

钨丝/锆基非晶合金复合材料的动态力学特性

研究不同体积分数的 W丝 / Zr基非晶合金复合材料的应力 -应变响应和动态断裂特征以及断口形貌 .利用Hopkinson压杆冲击加载装置和扫描电子显微镜 (SEM)以及 X射线衍射 (XRD) ,对圆柱形复合材料试样进行了相关研究 .研究结果表明 :Zr基非晶合金复合材料具有很高的动态压缩强度 ,随着 W丝体积分数的增加 ,材料的动态压缩强度也增加 ,当 W丝体积分数达到 6 0 %时 ,复合材料动态压缩强度达到 2 6 5 0 MPa;断裂表面呈现剪切与 W丝劈裂、屈曲混合破坏模式 ;

软磁非晶丝巨磁阻抗效应传感器研究进展与应用

基于软磁非晶丝巨磁阻抗效应(GMI)的传感器是近年来磁传感器领域的研究热点之一。非晶丝具有良好的软磁特性:如低电阻率、高磁导率、高饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗以及特殊的磁畴结构等,利用其GMI效应制成磁传感器,其突出优点是微型化、高灵敏度、快速响应、高温度稳定性和低功耗。本文讨论了软磁非晶丝巨磁阻抗效应的机理,叙述了非晶丝GMI传感器的研究进展,着重对敏感材料性能及制备、GMI器件结构形式、传感电路等作了介绍,并指出了GMI目前存在的问题及将来的发展趋势。最后对GMI的应用作了展望。

基于磁通门效应的非晶丝弱磁传感器

研制钴基非晶态合金丝制成的环形磁芯三绕组磁场传感器,缩小现有磁场传感器尺寸,提高传感器探头测量灵敏度和输出信噪比。采用旋转水纺法制备淬态非晶丝,经过电流退火工艺处理后作为传感器磁芯材料,利用环形三对称磁通门磁芯结构,有效地减小磁芯材料不均匀造成的测量误差,提高探头的信噪比。通过单片机、信号发生电路、相敏滤波电路等环节的集成构成传感器测试系统,提高传感器的测量精度和稳定度。试验结果表明传感器探头灵敏度达到了设计要求。

微量碳对淬态Fe－Si－B非晶丝表面层结构及脆性的影响

用旋转水中熔融金属纺丝法制备了Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ非晶金属丝。拉伸和弯折性能表明，当合金中杂质碳原子分数含量≥０．２％时，制备态（淬态）非晶丝发生脆化。电子探针、Ａｕｇｅｒ能谱分析与透射电镜观察发现，非晶丝表面具有大约１５０－３００ｎｍ宽的富碳层且包含Ｆｅ＿（２３）（Ｃ，Ｂ）＿６相。该相是Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ非晶丝脆化的原因。

玻璃包覆Fe基非晶微丝制备及其微波电磁特性

采用Taylor-Ulitovsky方法制备了非晶态玻璃包覆Fe基微丝，合金芯直径为16μm，玻璃包覆层厚度为3μm．利用X射线衍射和扫描电镜对非晶态玻璃包覆Fe基微丝进行了组织和结构分析，并采用微波网络矢量分析仪测量了试样的微波电磁参数，计算了样品在2～18GHz的反射率曲线，结果显示在高频时玻璃包覆Fe基非晶微丝阻抗匹配性好，吸收率高．

非晶丝单磁芯双绕组闭环系统新型磁场传感器研究

本文研究了利用具有近零磁致伸缩系数钴基非晶态合金丝研制的新型磁场传感器。提出了采用单非晶丝磁芯双绕组结构的磁敏探头 ,改善了多谐振荡桥路的对称性 ,并通过引入负反馈形成的闭环测量系统 ,使非晶磁芯工作于零场附近的线性区域 ,从而使传感器的线性测量范围、线性度、温度稳定性及动态特性指标得以提高。对传感器的工作原理进行了分析 ,并设计了该传感器的信号处理电路 ,对研制中的关键技术作了介绍 。

激励电流对CoFeSiB非晶带GMI效应的影响

利用脉冲电流对Co基非晶带进行退火处理,研究了激励电流频率和幅值对非晶带巨磁阻抗(GMI)效应的影响。结果表明:该非晶带的特征频率为1.4MHz,磁场灵敏度Q在约1MHz下达到最大值1.46%/(A·m–1)。激励电流幅值增加,可以提高GMI变化率的最大值(ZGMI)max,磁场灵敏度却在激励电流幅值为7mA左右时达到最大值2.13%/(A·m–1)。

MTM非晶硅反熔丝导通电阻

分析了现场可编程门阵列(FPGA)和可编程存储器(PROM)中广泛使用的MTM(metal-to-metal)反熔丝结构,测量了决定FPGA和PROM传输延迟的反熔丝编程后导通电阻,给出了编程电流对导通电阻的决定规律.结合MTM非晶硅反熔丝的特征电压模型,确定了TiN/α-Si/TiN结构反熔丝的特征电压值.对大量样品的实际测量结果,并且对实验数据进行拟合,实验结果表明,实验特征电压值接近模型理论值,可通过控制编程电流对编程后电阻的进行调控.

熔体抽拉非晶微丝长度对巨磁阻抗的影响

研究了不同频率下非晶丝长度对巨磁阻抗(GMI)的影响规律和机制。低频下(<1MHz),由于边界效应对有效磁场的影响使得GMI效应随非晶丝长度减小而逐渐减小,1MHz时,随样品长度由20mm减小到4mm,其最大阻抗变化率ΔZ/Z由8.07%减小到1.03%;频率升高,由于趋肤效应和磁化机制的改变,而电阻随长度减小而减小利于获得大的环向磁导率,边界效应和电阻降低的共同影响下,存在一个最佳长度时,环向磁导率变化剧烈,GMI效应最强,结果表明直径34μm的熔体抽拉Co基非晶丝长度为7mm左右时,GMI效应最敏感,8MHz时最大ΔZ/Z达到86.1%。这一结果将为不同频率下MI传感器制备时样品长度选择提供参考。

低频脉冲电流退火对CoFeSiB非晶薄带巨磁阻抗效应的影响

研究了经不同低频脉冲电流密度退火的Co66.3Fe3.7Si12B18非晶薄带的巨磁阻抗(GMI)效应。结果表明,在低频脉冲电流下,巨磁阻抗效应的大小与退火电流密度密切相关。非晶带的GMI变化率△Z/Z先随退火电流密度的增加而增强,当电流密度为104A/mm2时,△Z/Z达到最大值53.8%,此后随电流密度增大,GMI变化率开始减小。对脉冲电流退火影响巨磁阻抗效应的机制作了定性分析。并分析了由脉冲电流退火在材料内感生的横向各向异性场HK对GMI效应的影响,发现HK有利于提高GMI效应的峰值,但同时存在一个临界值,当超过这个值时,GMI效应的峰值减弱。

焦耳处理和等温退火对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶丝巨应力阻抗效应的影响

研究了焦耳退火和等温退火对Fe73.5Cu1 Nb3Si1 3.5B9非晶丝巨应力阻抗效应的影响。实验结果表明 ,非晶合金丝经电流密度为2 6A·mm- 2 的焦耳处理后 ,其阻抗最大变化率达到 2 5 % ,灵敏度为 1 71%·MPa- 1 ;淬态样品在 5 80℃等温退火 0 5h后 ,其阻抗最大变化率达到 67% ,灵敏度为 0 85 %·MPa- 1 。这两种退火方法都可以明显改善Fe73.5Cu1 Nb3Si1 3.5B9非晶合金丝的巨应力阻抗效应 ,阻抗的最大变化率与退火过程中晶化导致的平均各向异性的改变有关 。

不同直径玻璃包覆非晶微丝的制备及其磁性能

采用熔融拉丝法制备了直径范围分别在6.1～28.0μm和14.0～35.2μm之间的玻璃包覆非晶Fe基和Co基合金微丝,测试了不同合金直径和不同玻璃包覆层厚度的玻璃包覆合金微丝样品的静磁性能.结果表明:轴向矫顽力和轴向剩磁比随着微丝直径的增大而降低,随着玻璃包覆层的增大而升高;径向剩磁比的变化趋势则相反.微丝合金直径和玻璃包覆层厚度改变,静磁性能变化的主要原因是作用在合金芯上的内应力的变化,导致了具有不同磁畴结构的合金内芯区和合金外壳区体积比的改变.