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一種高性能磁阻抗復合材料的制作方法

文檔序號:7145166閱讀:231來源:國知局
專利名稱:一種高性能磁阻抗復合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于信息功能材料技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種高性能磁阻抗復合材料。
背景技術(shù)
磁阻抗效應(yīng)(Magneto-impedance, Ml):磁性材料的交流阻抗隨著外加直流磁場的變化而發(fā)生顯著變化的效應(yīng)。磁阻抗效應(yīng)具有很大的潛在應(yīng)用前景,如應(yīng)用于磁場傳感器、磁記錄磁頭等領(lǐng)域。磁阻抗變化率
(AZIZ)m定義為(AZZZ)iar = [2遲)-Z),式中Z(M)是磁性材料在外加的
纖H下的阻抗,Zd)是當外加磁場達到最大時磁性材料的阻抗。1992年,日本名古屋大學的K. Mohri教授等在CoFeSiB軟磁非晶絲中發(fā)現(xiàn)了磁阻抗效應(yīng)。此后,人們在非晶軟磁合金薄帶、納米晶軟磁合金薄帶、玻璃包裹非晶絲材料以及非晶薄膜中相繼發(fā)現(xiàn)了磁阻抗效應(yīng)。目如,關(guān)于磁阻抗效應(yīng)的研究主要集中在Fe基和Co基的非晶帶,而Fe基和Co基的非晶帶幾乎沒有磁致伸縮性能。磁阻抗材料往往同時表現(xiàn)出應(yīng)力阻抗效應(yīng)。應(yīng)力阻抗效應(yīng)(Stress-impedance,SI):磁性材料的交流阻抗隨著外加應(yīng)力的變化而發(fā)生顯著變化的效應(yīng)。應(yīng)力磁阻抗變化
率(ΔΖ / ZJ21定義為(ΔΖ / Thl = [Ζζσ) - Z(amaK)] / Z),式中Ζ.(σ).是磁性材料在外加的
應(yīng)力σ下的阻抗,2(σΕΚ)是當外加應(yīng)力達到最大時材料的阻抗。Tejedor等人2000年(參考文獻Sens. Acta. A 81,98,2000)報道了通過對Fe基和Co基非晶帶施加外加應(yīng)力,F(xiàn)e基和Co基非晶帶的阻抗發(fā)生了變化的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了進一步提高磁阻抗效應(yīng),提供一種高性能磁阻抗復合材料。為此,本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高性能磁阻抗復合材料,其特征在于它由磁阻抗材料和磁致伸縮材料進行層狀復合而成。進一步地,所述磁阻抗材料與磁致伸縮材料粘接復合。進一步地,所述磁阻抗材料以薄膜的形式濺射在磁致伸縮材料的表面。進一步地,所述磁阻抗材料是納米晶軟磁合金薄帶、非晶軟磁合金薄帶、玻璃包裹非晶絲材料、非晶薄膜中的一種。進一步地,所述磁阻抗材料是Fe7I5Cu1Nb3Si115B9或FeSiB單層薄膜
進一步地,所述磁致伸縮材料是稀土磁致伸縮材料、磁致伸縮合金、鐵氧體磁致伸縮材料中的一種。進一步地,所述磁致伸縮材料是Terfenol-D或波明德合金。進一步地,所述的復合結(jié)構(gòu)可以采用一層磁阻抗材料與一層磁致伸縮材料復合,也可以采用一層磁阻抗材料與多層磁致伸縮材料復合。磁阻抗材料往往同時會表現(xiàn)出應(yīng)力阻抗特性。通過磁致伸縮材料的磁致伸縮效應(yīng)與磁阻抗材料的應(yīng)力阻抗效應(yīng)的乘積效應(yīng),可產(chǎn)生一個附加的磁阻抗效應(yīng),對原來的磁阻抗效應(yīng)進行放大,實現(xiàn)具有高性能磁阻抗效應(yīng)的材料。采用本發(fā)明制得的高性能磁阻抗復合材料具有磁阻抗效應(yīng)好的優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖
和本發(fā)明的實施方式來做進一步詳細說明。圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;· 圖2為磁阻抗材料Fe73 5Cu1Nb3Si13 5B9納米晶薄帶的磁阻抗的變化與所加磁場的大小的關(guān)系曲線;
圖3為磁阻抗材料Fe73. ^u1Nb3Si13.5B9納米晶薄帶的應(yīng)力阻抗的變化與所加應(yīng)力的大小的關(guān)系曲線;
圖4為層狀復合結(jié)構(gòu)Fe73.5CUlNb3Si13.5B9/Terfenol-D的磁阻抗的變化與所加磁場的大小的關(guān)系曲線。
具體實施方式
。參見附圖。本實施例包括磁阻抗材料層I、磁致伸縮材料層2、環(huán)氧樹脂粘接層3、阻抗分析儀4,雙向箭頭代表直流磁場方向,單向箭頭代表應(yīng)力方向。本實施例選擇用高性能磁致伸縮材料Terfenol-D和磁阻抗材料Fe7I5Cu1Nb3Si13.5B9納米晶薄帶實現(xiàn)這種層狀復合結(jié)構(gòu)。將 Terfenol-D 切割成尺寸為 12.4X2. 1X0.8 mm3 的長條,將 Fe73 5Cu1Nb3Si13 5B9納米晶薄帶切割成尺寸為12. 4X2. 1X0. 025 mm3的長條。將Fe73.^1Nb3Si13.5B9納米晶薄帶和磁致伸縮材料Terfenol-D的粘接面超聲清洗干凈,隨后用環(huán)氧樹脂將Fe73. SCu1Nb3Si13^B9納米晶薄帶和磁致伸縮材料Terfenol-D粘接在一起。圖2的縱軸為磁阻抗變化率,橫軸為所加磁場的大小。A曲線的頻率為I. 65 MHz、B曲線的頻率為3. 3 MHzX曲線的頻率為4. 495 MHz,D曲線的頻率為9. 9 MHz,E曲線的頻率為14.8 MHz0由圖2可以看出在這些頻率下,磁阻抗材料Fe73.5CUlNb3Si13.5B9納米晶薄帶的最大磁阻抗的變化率約為2. 6 %左右。圖3的縱軸為應(yīng)力阻抗變化率,橫軸為所加應(yīng)力大小。F曲線的頻率為I. 65 MHz、G曲線的頻率為3. 3 MHz,H曲線的頻率為4. 495 MHz、I曲線的頻率為9. 9 MHz、J曲線的頻率為14.8 MHz0由圖3可以看出在這些頻率下,磁阻抗材料Fe73.5CUlNb3Si13.5B9納米晶薄帶的最大應(yīng)力阻抗變化率約為18.6 %左右。圖4的縱軸為磁阻抗變化率,橫軸為所加磁場的大小。K曲線的頻率為I. 65 MHz、L曲線的頻率為3. 3 MHz、M曲線的頻率為4. 495 MHz、N曲線的頻率為9. 9 MHz、P曲線的頻率為14. 8 MHz。由圖4可以看出在這些頻率下,磁阻抗/磁致伸縮高性能復合材料Fe73.SCu1Nb3Si13.5B9/Terfenol-D的磁阻抗在零磁場下的最大磁阻抗的變化率達到74 %以上。對比圖2和圖4可知,采用本實施例制備的層狀磁阻抗/磁致伸縮復合Fe73. SCu1Nb3Si13.5B9/Terfenol-D材料的最大磁阻抗變化率達到74%,是原磁阻抗材料Fe73^Cu1Nb3Si115B9納米晶薄帶的磁阻抗變化率的27倍。
權(quán)利要求
1.一種高性能磁阻抗復合材料,其特征在于它由磁阻抗材料和磁致伸縮材料進行層狀復合而成。
2.如權(quán)利要求I所述的一種高性能磁阻抗復合材料,其特征在于所述磁阻抗材料與磁致伸縮材料粘接復合。
3.如權(quán)利要求I所述的一種高性能磁阻抗復合材料,其特征在于所述磁阻抗材料以薄膜的形式濺射在磁致伸縮材料的表面。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種高性能磁阻抗復合材料,其特征在于所述磁阻抗材料是納米晶軟磁合金薄帶、非晶軟磁合金薄帶、玻璃包裹非晶絲材料、非晶薄膜中的一種。
5.如權(quán)利要求4所述的一種高性能磁阻抗復合材料,其特征在于所述磁阻抗材料是Fe73^Cu1Nb3Si13.5B9 或 FeSiB 單層薄膜。
6.如權(quán)利要求2或3所述的一種高性能磁阻抗復合材料,其特征在于所述磁致伸縮材料是稀土磁致伸縮材料、磁致伸縮合金、鐵氧體磁致伸縮材料中的一種。
7.如權(quán)利要求6所述的一種高性能磁阻抗復合材料,其特征在于所述磁致伸縮材料是Terfenol-D或波明德合金。
8.如權(quán)利要求I所述的一種高性能磁阻抗復合材料,其特征在于所述的復合結(jié)構(gòu)可以采用一層磁阻抗材料與一層磁致伸縮材料復合,也可以采用一層磁阻抗材料與多層磁致伸縮材料復合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能磁阻抗復合材料,它由磁阻抗材料和磁致伸縮材料進行層狀復合而成。磁阻抗材料往往同時會表現(xiàn)出應(yīng)力阻抗特性。通過磁致伸縮材料的磁致伸縮效應(yīng)與磁阻抗材料的應(yīng)力阻抗效應(yīng)的乘積效應(yīng),可產(chǎn)生一個附加的磁阻抗效應(yīng),對原來的磁阻抗效應(yīng)進行放大,實現(xiàn)具有高性能磁阻抗效應(yīng)的材料。
文檔編號H01L43/10GK102916127SQ20121045335
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者賈艷敏, 鄭晨, 張俊, 武崢 申請人:浙江師范大學
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