[发明专利]巨磁致电阻抗效应非晶薄带材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种巨磁致电阻抗非晶薄带材料及其制备方法。

近年来一种被称作巨磁致电阻抗效应被发现了，该效应的基本特点是：在材料中通入交流电流，在高频下发现外加磁场可导致材料的电阻抗的巨大变化。显然具有这种效应的材料在传感器及读出磁头方面具有应用价值。这种效应首先发现于FeCoSiB非晶丝(见参考文献L.V.Panina，K.Mohri，K.Bushida and M.Noda，J.Appl.Phys.，76(1994)6198)，以后扩展到非晶FeCoSiB薄带(见参考文献R.S.Beach and.E.Berkowitz，J.Appl.Phys.76(1994)6209)。非晶薄带虽比非晶丝制备工艺要简单，可是现存的此类非晶薄带的性能偏低。

本发明的目的是提供一种性能优良的新型巨磁致电阻抗效应的新型非晶薄带材料及其制备方法。

本发明以如下方式实现：

按分子式Fe_αCo_β-τNi_γSi_εB_φT_λR_τ的化学元素比例称料，其中T是Nb，Mn，Zr，Hf，V，Mo，W，Cu，Ga，Ag，Pt，Sn，Al，Ge中的一种或任意两种，R是稀土元素Y，La，Nd，Sm，Pr，Gd中的一种或任意两种，原子百分数：α＝4-6.5，

                    τ＝0-5，

                    γ＝1-2，

                    ε＝10-13，

                    φ＝12-15，

                    λ＝2-4，

                    β＝100-(α+τ+γ+ε+φ+λ)将料放入电弧炉中，抽真空到1.33322×10^-3帕，然后充入1.01325×10⁵帕的氩气，经电弧炉熔炼成合金，再以30米/秒的速度通过甩带机甩出成Fe_αCo_β-τNi_γSi_εB_φT_λR_τ非晶薄带，经a.自然放置；或b.在真空下300-500℃退火10-30分钟；或c.在真空下外加500 Oe-10000Oe的横向磁场，在300-400℃退火10-30分钟，制得巨磁致电阻抗效应非晶薄带材料。

本发明非晶薄带材料具有新型化学成分，该材料具有优良的巨磁致电阻抗效应值。

图1是非晶薄带Fe₄Co₆₂Ni₁Si₁₂B₁₅Nb₃Y₃在f＝1MHz下GMI-H关系曲线，图2是非晶薄带Fe₄Co₆₄Ni₁Si₁₂B₁₅Mo₂Cu₁La₁在f＝1MHz下GMI-H单调变化关系曲线，图1显示了非晶薄带Fe₄Co₆₂Ni₁Si₁₂B₁₅Nb₃Y₃在f＝1MHz下GMI-H关系曲线，在交流电流频率f＝1MHz下H＝70 Oe时该非晶薄带达到GMI(H)＝(Z(H)-Z(O))/Z(O)＝-73％的高性能。特别要指出的是，本发明可制得具有GMI(H)-H单调变化关系的且具有较高GMI(H)＝(Z(H)-Z(O))/Z(O)值的非晶薄带材料。这种GMI(H)-H单调变化特性对于实际应用特别有利，在这种情形下GMI(H)与外磁场H一一对应，  这有利于GMI(H)与外磁场H信号互相标定。

图2显示了Fe₄Co₆₄Ni₁Si₁₂B₁₅Mo₂Cu₁La₁非晶薄带在f＝1MHz下GMI-H单调变化关系曲线。该材料在交流电流频率f＝1MHz下H＝70 Oe时达到GMI(H)＝(Z(H)-Z(O))/Z(O)＝-45％的高性能。