[发明专利]一种具有交换偏置效应的磁性材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有交换偏置效应的磁性材料，其化学式为：Mn_mNi_nSn_o；其中，30≤m＜55，25≤n≤50，9≤o＜13，m+n+o＝100，m、n、o表示原子百分比含量。

2.如权利要求1所述的具有交换偏置效应的磁性材料，其特征在于，所述Mn_mNi_nSn_o磁性材料的形式为单晶结构。

3.如权利要求1所述的具有交换偏置效应的磁性材料，其特征在于，所述Mn_mNi_nSn_o磁性材料的形式为多晶结构。

4.一种制备权利要求1或2任一所述具有交换偏置效应的磁性材料的方法，包括如下步骤：

(1)按化学式Mn_mNi_nSn_o称量原料，其中，30≤m＜55，25≤n≤50，9≤o＜13，m+n+o＝100，m、n、o表示原子百分比含量；

(2)将称好的料盛放在坩埚中，采用常规的提拉法生长Mn_mNi_nSn_o磁性单晶，其生长条件为：加热上述成分的原料到使之熔融；其熔融环境为1×10^-2到5×10^-5Pa的真空或0.01～1MPa正压力的氩气保护气体；以0.5～50转/分钟的速率旋转的籽晶杆下端固定一个籽晶；所述的籽晶为成分相同或接近的、具有所需要的取向的单晶；

(3)在1000～1200℃的熔融温度条件下保持10～30分钟，用籽晶下端接触熔体的液面，然后以3～80mm/小时的均匀速率提升籽晶杆，将凝固结晶的单晶向上提拉，并使生长的单晶直径变大或保持一定；

(4)当生长的单晶达到所需尺寸时，将单晶提拉脱离熔融的原料表面，以0.5～20℃/分钟的降温速率缓慢降低温度冷却至室温，最后取出。

5.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的生长加热方式采用50～245千赫兹的射频加热或电阻加热方式。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的坩埚为磁悬浮冷坩埚、石墨坩埚或者石英坩埚。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将步骤(4)制备好的单晶在500～1200℃的温度范围内退火0.01～100小时，然后再以0.01～1000℃/秒的降温速率冷却。

8.一种制备权利要求1或3任一所述具有交换偏置效应的磁性材料的方法，包括如下步骤：

(1)按化学式Mn_mNi_nSn_o称量原料，其中，30≤m＜55，25≤n≤50，9≤o＜13，m+n+o＝100，m、n、o表示原子百分比含量；

(2)将称好的料盛放在熔炼坩埚中，采用电弧熔炼方法获得Mn_mNi_nSn_o磁性多晶，其熔炼条件为：在真空达到2×10^-3Pa以下时，通入0.1～1.2MPa氩气，整个熔炼过程样品采用氩气保护，熔炼电流30～100A，共熔炼四次以保证成分均匀；所获得的熔炼产物用钽片包裹后，装入密封的真空石英管中，在500～1200℃的温度范围内退火0.1～100小时，然后再以0.01～1000℃/秒的降温速率冷却，以实现原子高度有序排列，最后取出。

9.一种制备权利要求1或3任一所述具有交换偏置效应的磁性材料的方法，包括如下步骤：

将如权利要求8步骤(2)中最后得到的合金放入甩带机的石英管内，抽真空到10^-3Pa以上，炉腔内通入高纯氩气，压强为0.05MPa，采用感应加热，使合金处于熔融状态，然后从石英管上部吹入压力为0.1～1.2MPa的高纯氩气，使熔融合金液体从小孔中喷射到线速度为10～30m/s的高速旋转的铜轮上快速甩出，采用这一快淬甩带方法获得宽度为1-10mm，厚度为40-50μm的多晶状态合金材料。