[发明专利]高灵敏磁敏材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁敏材料，特别是一种高灵敏磁敏材料。

背景技术

现有的磁敏材料磁场灵敏度一般在10²％/Oe(10¹％/A·m^-1)，而且 在小于10e的弱磁场下，其灵敏度更低。虽然这样的灵敏度相比传统 材料已有明显的优势，但是，当今科技发展迫切需要更高的灵敏度， 特别是对近零微弱外磁场具有高灵敏响应的磁敏新材料问世。另外， 当前性能相对较好的材料，大多以Co为主要组分，Co是战略控制物 资，价格昂贵。如申请号为200710301957.X、公开号为CN 101236817A 的中华人民共和国专利。所以，面对日益提高的科技发展新需求，现 有的磁敏材料阻抗变化率和磁场灵敏度都不够高，特别是在微弱磁场 的磁场灵敏度极低；而且成本高，性价比低。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种阻抗变化率和磁场灵敏 度高、尤其是在微弱磁场的磁场灵敏度也很高的磁敏材料。

一种高灵敏磁敏材料，含有Fe并含有Co、B、Si、Nb、V、Mn、 Cu、Ni和Zr中的一种或多种组分的合金，其特征在于：外表层为非 晶壳层，内部为纳米晶内芯的复合结构材料。

本发明的目的是通过外表层为非晶壳层，中央为纳米晶内芯的复 合结构材料实现的，即通过在纳米晶的材料外设置非晶壳层实现的。 因材料芯部的纳米晶结构，具有纵向易磁化和纵向高磁导率的优点， 而外壳层的非晶结构，具有垂直于纵向的环向易磁化和环向高磁导率 的优点。两者的结合，不仅能大大提高阻抗变化率和磁场灵敏度，大 大提高在微弱磁场的磁场灵敏度，而且还具有低灵敏响应临界磁场(其 灵敏响应磁场可以小于5A/m)、可以在无需偏置场的情况下对微弱磁 场敏感、降低磁敏传感器的功耗、成本低廉等优点，是一种性价比高 的高灵敏磁敏材料。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的另一种结构示意图。

图3为实施例1的阻抗变化率随磁场变化的曲线。

图4为实施例2的阻抗变化率随磁场变化的曲线。

图5为实施例3的阻抗变化率随磁场变化的曲线。

图6为实施例4的阻抗变化率随磁场变化的曲线。

图7为实施例5的阻抗变化率随磁场变化的曲线。

图8为比较实施例1的阻抗变化率随磁场变化的曲线。

图9为比较实施例2的阻抗变化率随磁场变化的曲线。

具体实施方式

以下结合实施例进行详述：

图1为横截面为圆形的细丝高灵敏磁敏材料，显然亦可将细丝高 灵敏磁敏材料制成横截面为椭圆形、半圆形或半椭圆形；即横截面为 圆形、椭圆形、半圆形或半椭圆形的细丝。横截面为圆形或椭圆形丝 材的直径为30～120微米，优选为30～80微米，更优选为40～50微 米；横截面为半圆形或半椭圆形丝材的直径为30～200微米，优选为 30～120微米，更优选为40～80微米。

图2为薄带高灵敏磁敏材料，即横截面为矩形的高灵敏磁敏材料； 显然亦可将薄带高灵敏磁敏材料制成横截面为圆角矩形的薄带。横截 面为矩形的薄带，厚度为20～120微米，优选为30～80微米，更优选 为40～50微米；宽度为0.1～5毫米，优选为0.1～2毫米，更优选为 0.1～0.2毫米。

实施例1

按如下方法制备本发明的磁敏材料：

(1)母合金的选择：母合金的组成按原子比包括36％原子比的Fe、 36％原子比的Co、19.2％原子比的B、4.8％原子比的Si、4％原子比的Nb。

(2)利用包括以下子步骤的单辊快淬法制备出本发明的非晶合金 丝。

(a)将按上述原子比组成的母合金放入软化温度高于1400℃的 石英玻璃管中。

(b)在氩气保护下，用高频感应法加热母合金，直至熔化，并继 续加热至过热。

(c)通气加压使熔融合金从石英玻璃管底部喷嘴喷向高速旋转的 冷却辊光滑表面，使熔融合金液冷却成横截面为半椭圆形，长轴直径 为115μm，短轴直径为45μm的非晶丝。