本發(fā)明涉及一種改善熔體抽拉非晶微絲巨磁阻抗效應(yīng)的調(diào)制方法。

背景技術(shù)：

非晶微絲具有獨特的巨磁阻抗(giantmagneto-impedance，gmi)效應(yīng)而受到國際學(xué)術(shù)界廣泛的關(guān)注，所謂巨磁阻抗效應(yīng)是指磁性材料的交流阻抗隨著外加磁場的微小變化而發(fā)生顯著改變的現(xiàn)象。依據(jù)這一特性，巨磁阻抗(gmi)磁敏傳感器得到開發(fā)。(參見v.zhukova,m.ipatov,a.zhukov.“thinmagneticallysoftwiresformagneticmicrosensors”.sensors.2009,9:9216-9240.)。

目前，在巨磁阻抗效應(yīng)研究方面，非晶微絲主要集中在玻璃包裹法、水紡法與熔體抽拉法獲得，相對于玻璃包裹絲存在玻璃層不利于電路連接，水紡絲易晶化且直徑相對較粗等特點，熔體抽拉絲制備相對穩(wěn)定，直徑也在10～80μm間，便于電路間接與電子封裝。為了提高磁敏感器件的阻抗響應(yīng)特性，應(yīng)用前往往需要進(jìn)行必要的調(diào)制處理，常采用真空退火、磁場退火、電流退火、應(yīng)力退火、激光退火等釋放殘余較大內(nèi)應(yīng)力，改善各向異性，但諸多方法中，并未針對非晶微絲表面性能方面進(jìn)行調(diào)制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種改善熔體抽拉co-fe基非晶微絲巨磁阻抗效應(yīng)的調(diào)制方法，該方法可提高熔體抽拉co-fe基非晶微絲巨磁阻抗效應(yīng)，同時也改善了非晶微絲表面的圓滑度，以獲得直徑更加均勻且圓整的不同直徑非晶微絲，便于電路間接與電子封裝。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種改善熔體抽拉非晶微絲巨磁阻抗效應(yīng)的調(diào)制方法，其具體步驟如下：

(1)選取直徑35μm，長度為22mm的熔體抽拉co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5非晶微絲，將所述非晶微絲一端固定于平口銅質(zhì)夾具，另一端浸入電解液中進(jìn)行電解拋光處理，其中，陽極材料為所述非晶微絲，陰極材料為99.99％純銅片，電流密度為100a/dm²～150a/dm²，電解拋光時間為360s～600s，電解液溫度為45℃；

(2)將處理后的非晶微絲在零磁屏蔽空間內(nèi)進(jìn)行磁阻抗性能測試，即完成一種改善熔體抽拉非晶微絲巨磁阻抗效應(yīng)的調(diào)制方法。

進(jìn)一步的，所述電解液配比：磷酸369g(ρ＝1.8434g/ml)、cro3101.25g，去離子水12.5g。

進(jìn)一步的，所述電流密度為100a/dm²，電解拋光時間為600s。

本發(fā)明包括以下有益效果：

1、該方法通過電解拋光對熔體抽拉非晶微絲進(jìn)行調(diào)制，可有效提高微絲的圓整度，消除微絲缺陷部位的殘余應(yīng)力，改善應(yīng)力各向異性，并能改變微絲的直徑，由此改變微絲的電阻、周向磁導(dǎo)率與趨膚深度，進(jìn)而改善磁阻抗性能。

2、該方法具有設(shè)備工藝簡單、可操作性強(qiáng)、效率較高、電解拋光速度易于控制、便于連接及可與其它退火方式兼容等優(yōu)點，可克服現(xiàn)有非晶微絲的表面與截面缺陷導(dǎo)致焊錫連接方式的不足和局限性。

3、該方法可作為其它退火前的預(yù)處理，優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，獲得更加理想的阻抗性能。

附圖說明

圖1是熔體抽拉非晶微絲制備態(tài)與電解拋光后時在頻率f＝3.1mhz阻抗比值δz/zmax隨磁場(0-80oe)變化曲線；

圖2是熔體抽拉非晶微絲制備態(tài)及電解拋光調(diào)制(陰極電流密度為100a/dm²，拋光時間為600s，電解液溫度為45℃)后截面缺陷sem形貌；a是未經(jīng)拋光處理的熔體抽拉co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5非晶微絲，b是經(jīng)拋光處理的熔體抽拉co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5非晶微絲；

圖3是熔體抽拉非晶微絲制備態(tài)及經(jīng)過電解拋光調(diào)制(陰極電流密度為100a/dm²，拋光時間為600s，電解液溫度為45℃)后表面sem形貌；a是未經(jīng)拋光處理的熔體抽拉co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5非晶微絲，b是經(jīng)拋光處理的熔體抽拉co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5非晶微絲。

具體實施方式

本發(fā)明實施例是針對熔體抽拉co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5非晶微絲進(jìn)行電解拋光調(diào)制，非晶微絲直徑35μm，長度為22mm，進(jìn)行電解拋光，拋光時間300s、360s、600s、900s，陰極電流密度60a/dm²，100a/dm²，150a/dm²，217a/dm²，電解液溫度為45℃，為后再進(jìn)行阻抗測試，阻抗測試微絲長度為6mm，亥姆赫茲線圈提供的最大的磁場為80oe；現(xiàn)將結(jié)合本發(fā)明附圖對實施例具體描述于后。其中阻抗比值的公式為：δz/z(hmax)％＝(z(hex)-z(hmax))/z(hmax)×100％；磁靈敏度ξ＝2×δ[δz/z0]/δhex。最優(yōu)拋光工藝參數(shù)為：陰極電流密度為100a/dm²，拋光時間為600s，電解液溫度為45℃，此時微絲的阻抗性能明顯改善，比值為247.1％，比制備態(tài)高出94.9％。

實施例1

選取熔體抽拉co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5非晶微絲，將所述非晶微絲一端固定于平口銅質(zhì)夾具，另一端浸入電解液中進(jìn)行電解拋光處理，其中，電解液配比：磷酸369g(ρ＝1.8434g/ml)、cro3101.25g，去離子水12.5g；陽極材料為所述非晶微絲，陰極材料為99.99％純銅片，電流密度為100a/dm²，電解拋光時間為600s，電解液溫度為45℃；將處理后的非晶微絲在零磁屏蔽空間內(nèi)進(jìn)行磁阻抗性能測試。

實施例2

選取熔體抽拉co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5非晶微絲，將所述非晶微絲一端固定于平口銅質(zhì)夾具，另一端浸入電解液中進(jìn)行電解拋光處理，其中，電解液配比：磷酸369g(ρ＝1.8434g/ml)、cro3101.25g，去離子水12.5g；陽極材料為所述非晶微絲，陰極材料為99.99％純銅片，電流密度為150a/dm²，電解拋光時間為360s，電解液溫度為45℃；將處理后的非晶微絲在零磁屏蔽空間內(nèi)進(jìn)行磁阻抗性能測試。

實施例3

選取熔體抽拉co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5非晶微絲，將所述非晶微絲一端固定于平口銅質(zhì)夾具，另一端浸入電解液中進(jìn)行電解拋光處理，其中，電解液配比：磷酸369g(ρ＝1.8434g/ml)、cro3101.25g，去離子水12.5g；陽極材料為所述非晶微絲，陰極材料為99.99％純銅片，電流密度為150a/dm²，電解拋光時間為600s，電解液溫度為45℃；將處理后的非晶微絲在零磁屏蔽空間內(nèi)進(jìn)行磁阻抗性能測試。

對比例1

利用可控溫的微型電解拋光實驗裝置可實現(xiàn)對制備態(tài)熔體抽拉非晶微絲表面進(jìn)行電解拋光處理。非晶微絲co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5。電解液配比：磷酸369g(ρ＝1.8434g/ml)、cro3101.25g，去離子水12.5g；陽極材料為非晶微絲，陰極材料為99.99％純銅片，電流密度為100a/dm²，電解拋光時間為300s、900s，電解液溫度為45℃。后對所獲得非晶微絲接入電路進(jìn)行磁阻抗性能測試，

對比例2

利用可控溫的微型電解拋光實驗裝置可實現(xiàn)對制備態(tài)熔體抽拉非晶微絲表面進(jìn)行電解拋光處理。非晶微絲co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5。電解液配比：磷酸369g(ρ＝1.8434g/ml)、cro3101.25g，去離子水12.5g；陽極材料為非晶微絲，陰極材料為99.99％純銅片，電流密度為60a/dm²，電解拋光時間為360s、600s、900s、電解液溫度為45℃。后對所獲得非晶微絲接入電路進(jìn)行磁阻抗性能測試。

對比例3

利用可控溫的微型電解拋光實驗裝置可實現(xiàn)對制備態(tài)熔體抽拉非晶微絲表面進(jìn)行電解拋光處理。非晶微絲co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5。電解液配比：磷酸369g(ρ＝1.8434g/ml)、cro3101.25g，去離子水12.5g。陽極材料為非晶微絲，陰極材料為99.99％純銅片，電流密度為217a/dm²，電解拋光時間為600s，電解液溫度為45℃。后對所獲得非晶微絲接入電路進(jìn)行磁阻抗性能測試。

分析上述實施例1-3以及對比例1-3以確定相關(guān)優(yōu)化工藝參數(shù)的電解拋光處理，與對比制備態(tài)非晶微絲(圖1-3中、表1中1#樣為制備態(tài)co68.15fe4.35si12.25b13.75nb1cu0.5)進(jìn)行對比和定量評價。

表1

由表可見，優(yōu)化拋光工藝參數(shù)：陰極電流密度100a/dm²，拋光時間600s時，δz/zmax(％)＝247.1％，比制備態(tài)(152.2％)提高約95％，經(jīng)計算，場響應(yīng)靈敏度ξ＝31.437％/oe；電解拋光方式實現(xiàn)改善微絲圓整度與表面平滑，釋放缺陷殘余應(yīng)力；拋光后易感生各向異性場，有助于gmi性能的改善及后處理。

以上僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。