專利名稱：一種具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性材料，特別是一種具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，即一種 同時(shí)具備寬線性區(qū)和高靈敏度的新型磁敏材料。
背景技術(shù)：
靈敏度和線性區(qū)是磁敏材料的兩項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，許多應(yīng)用場(chǎng)合都希望磁敏材料 同時(shí)具備靈敏度高和線性區(qū)寬兩項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，但是，已有的磁敏材料往往不能兩者兼顧，高靈 敏度的材料往往線性響應(yīng)區(qū)很窄，而線性響應(yīng)區(qū)寬的卻往往靈敏度很低。利用霍爾效應(yīng) 制作的半導(dǎo)體磁敏材料被廣泛應(yīng)用于磁敏開關(guān)和磁測(cè)量領(lǐng)域，但其靈敏度不高，在高密度 磁信號(hào)讀取等領(lǐng)域已被磁阻讀頭所替代，現(xiàn)有磁敏材料的磁敏線性區(qū)不夠?qū)?，?dāng)今科技快 速發(fā)展的需要希望有靈敏度高而且線性區(qū)寬得磁敏材料問世。1992年，日本名古屋大學(xué) K. Mohri等人首先在(Fqci6Coa 94) 72.5Si12.5B15.Q非晶絲中觀察到，在幾個(gè)奧斯特磁場(chǎng)下材料的 阻抗變化高達(dá)75%，比金屬多層膜i^e/Cr或Co/Ag在低溫、高場(chǎng)下觀察到的巨磁阻效應(yīng)還 高一個(gè)數(shù)量級(jí)，因而被稱為巨磁阻抗效應(yīng)。巨磁阻抗(Giant Magneto-Impedanc e即GMI) 效應(yīng)是指磁性材料的交流阻抗隨著外加直流磁場(chǎng)的變化而發(fā)生顯著變化的效應(yīng)。非晶和 納米晶磁敏材料是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。日本學(xué)者^shizawa Y.領(lǐng)導(dǎo)的研究小組Woshizawa Y,Oguma S, Yamauchi K. New Fe—based soft magnetic alloys composed of ultrafine grain structure [J]. J Appl Phys，1988，64 (10) :6044-6046.)通過在 FeSiB 合金中添加 少量的Nb (3%原子比)和Cu(l%原子比)合成!^73.5CUlNb3Si13.33i分的母合金后，用單 輥快淬技術(shù)制備非晶薄帶，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)540°C保溫1小時(shí)制得了具有優(yōu)異軟磁性 能的納米晶合金，被稱為“FINEMET合金”，這種“FINEMET合金”的磁阻抗效應(yīng)具有很高的靈 敏度，但其線性響應(yīng)區(qū)間很窄。隨后，人們又用類似的方法相繼開發(fā)了以F^&7 為典型 成分的納米晶軟磁合金被稱為Nanoperm合金(Suzuki K, Kataoka N, Inoue A，et al. High saturation magnetization and soft magnetic properties of bcc Fe-Zr-Balloys with ultrafine grain structure[J]. Mater Trans, JIM,1990,31(8) :743-746.), ￠: Nanoperm 合金基礎(chǔ)上用Co替代部分Fe而得到典型成分是!^44Co4Jr7B4Cu1的納米晶軟磁合金被稱為 Hitperm合金(Willard M A, Laughlin D E, Mchenry M Ε, et al. Structure and magnetic properties of (Fea5Coa5)88Zr7B4Cu1 nano-crystal 1 ine alloys [J]. J Appl Phys, 1999, 84(12) :6773-6775.)。這些合金與“FINEMET合金”類似，都可以采用在惰性氣體保護(hù)下將 非晶合金材料進(jìn)行退火的方法來提高磁敏材料的靈敏度，其巨磁阻抗的靈敏度都較高，但 靈敏線性區(qū)間都很窄。所以，現(xiàn)有的磁敏材料不能兼顧靈敏度高和線性區(qū)寬兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，難以 滿足當(dāng)今科技發(fā)展迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種不僅靈敏度高而且靈敏線性區(qū)寬的具有 寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，即同時(shí)具備靈敏度高和靈敏線性區(qū)寬兩項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)的磁敏材料。
一種具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，其特征在于在氬氣保護(hù)下用交流電弧熔 煉法將原子比為80 60% Fe、15 6% Si、15 6% B和5 C融化制成母合金，再 在氬氣保護(hù)下用高頻感應(yīng)法將母合金融化后再加入原子比為7 4% P熔煉成目標(biāo)母合金； 然后將目標(biāo)母合金在氬氣保護(hù)下用高頻感應(yīng)法融化后快淬成薄帶、絲或其它形狀的非晶材 料；最后在含氧和含水的氣體中進(jìn)行退火，氣體中的氧氣含量為5 60%，水蒸氣的含量為 相對(duì)濕度40 90%，退火溫度為200 600°C，退火保持時(shí)間為10 600分鐘。本發(fā)明的目的是將Fe、Si、B、C融化制成母合金，再摻入P熔煉成目標(biāo)母合金；然 后利用快淬法將目標(biāo)母合金制備成所需形狀的非晶材料，最后在含氧和含水氣體中進(jìn)行熱 處理實(shí)現(xiàn)的。在合金組分的選擇過程中，需要綜合考慮各元素之間的化學(xué)勢(shì)、電負(fù)性、原子 尺寸等因素，使其便于形成非晶的同時(shí)兼顧在含水條件下與氧氣反應(yīng)形成氧化物的活性差 異，并考慮所形成氧化物與基地非晶合金的固溶度，另外，也考慮了合金元素的價(jià)格?；?上述原因，本發(fā)明主要選擇了 Fe、Si、B、C和P為組分，組分中不含貴金屬。在含氧和含水氣 體中對(duì)非晶材料進(jìn)行熱處理時(shí)，較高的退火溫度，使被退火非晶材料內(nèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的同 時(shí)，因氣體中所包含的氧具有氧化作用，使處于材料表面的狗元素與氧反應(yīng)形成α -Fe2O3， 氣體中所含的水分子會(huì)在樣品表面的1 與C、P、B組分元素間形成微電池，發(fā)生電解反應(yīng)， 加速表面狗元素的氧化。由于表層形成的α-Fe2O3不能固溶于合金基地，因此在經(jīng)熱處 理形成的α-Fe2O3不能進(jìn)入合金內(nèi)部，只能覆蓋于合金表面形成表面層，另外，熱處理所 形成的α -Fe2O3表面層為順磁性，因此，表面層與表面下層之間會(huì)形成一個(gè)相互作用的界 面。而且，在表面氧化層形成過程中，會(huì)使樣品表面及表面下一定厚度內(nèi)的狗組分發(fā)生變 化在退火過程中，樣品表面由于存在氧氣和水，F(xiàn)e由于電解和氧化反應(yīng)形成α-Fe2O3，而 α -Fe2O3不能固溶于合金基地，因此，發(fā)生氧化反應(yīng)的樣品表面層中的狗含量顯著下降，導(dǎo) 致表面層合金中!^e的濃度明顯低于表面下層和內(nèi)芯，也即，在表面的狗被氧化形成!^e2O3 的同時(shí)，形成了表面層與下表層合金中狗濃度的差異。這種濃度差異，會(huì)由于熱擴(kuò)散作用， 使得1 原子不斷地從下表面層向表面層擴(kuò)散，這種擴(kuò)散過程，就導(dǎo)致了樣品內(nèi)部合金組分 的濃度梯度的產(chǎn)生。而合金組分與材料的磁結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，因此，退火過程中形成的 合金組分的濃度梯度，就導(dǎo)致了內(nèi)部磁結(jié)構(gòu)的梯度分布。這種呈梯度分布的內(nèi)部磁結(jié)構(gòu)以 及表面氧化層與內(nèi)心合金間的相互作用，就產(chǎn)生了同時(shí)具有高靈敏度和寬線性區(qū)的磁敏特 性。本發(fā)明提供的一種具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，具備已有磁敏材料所不具備 的同時(shí)擁有靈敏度高和線性區(qū)寬的優(yōu)點(diǎn)。使得采用本發(fā)明提供的一種具有寬線性區(qū)的高靈 敏磁敏材料作為傳感器探頭的磁測(cè)量儀器，在提高靈敏度和加寬線性區(qū)的同時(shí)，又簡(jiǎn)化了 磁測(cè)量儀器的電路，便于微型化和提高磁測(cè)量設(shè)備的性能和可靠性，大大簡(jiǎn)化磁測(cè)量設(shè)備 的制作工藝，從而可以大大降低磁測(cè)量設(shè)備的制造成本，而且，本發(fā)明提供的一種具有寬線 性區(qū)的高靈敏磁敏材料的制備技術(shù)，相比傳統(tǒng)磁敏材料制備方法，由于采用本發(fā)明技術(shù)無 需保護(hù)氣體和密封腔體，在顯著降低退火工藝難度的同時(shí)，又大幅度降低了退火設(shè)備的制 造成本，也大大降低了材料制備過程中的生產(chǎn)成本；再者，本發(fā)明提供的一種具有寬線性區(qū) 的高靈敏磁敏材料所含的組分，都是資源豐富、價(jià)格低廉的材料。因此，本發(fā)明提供的一種 具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，不但性能優(yōu)異，而且制造和原料成本低廉，具有很強(qiáng)的市 場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。


圖1為實(shí)施例1的阻抗變化率隨磁場(chǎng)變化的曲線。圖2為實(shí)施例2的阻抗變化率隨磁場(chǎng)變化的曲線。圖3為實(shí)施例3的阻抗變化率隨磁場(chǎng)變化的曲線。。圖4為實(shí)施例4的阻抗變化率隨磁場(chǎng)變化的曲線。圖5為比較實(shí)施例1的阻抗變化率隨磁場(chǎng)變化的曲線。圖6為比較實(shí)施例2的阻抗變化率隨磁場(chǎng)變化的曲線。圖7為比較實(shí)施例3的阻抗變化率隨磁場(chǎng)變化的曲線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行詳述實(shí)施例1按如下方法制備本發(fā)明的具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料(1)母合金的配制在氬氣保護(hù)下用交流電弧熔煉法按原子比為76%的Fe、 7. 6%的Si、9. 5%的B和1. 9%的C融合成母合金1，再將母合金1用高頻感應(yīng)加熱熔化后 添加5%的P制備成目標(biāo)母合金。(2)利用包括以下子步驟的單輥快淬法制備出本發(fā)明的非晶合金絲。(a)將按上述方法配制的母合金放入軟化溫度高于1400°C的石英玻璃管中。(b)在氬氣保護(hù)下，用高頻感應(yīng)法加熱母合金，直至熔化，并繼續(xù)加熱至過熱。(c)通氣加壓使熔融合金從石英玻璃管底部噴嘴噴向高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥光滑表 面，使熔融合金液冷卻成寬為0. 4mm,厚為35 μ m的非晶薄帶。(3)在相對(duì)濕度為80%的空氣中使樣品在470°C溫度保溫1小時(shí)。圖1為用上述方法制得的樣品的縱向驅(qū)動(dòng)巨磁阻抗效應(yīng)曲線，測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)電流的 幅值為10mA，頻率為320KHz。測(cè)試結(jié)果，最大巨磁阻抗比為680%，線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0. 998的線性區(qū)間為5 930A/m，線性區(qū)間寬度為925A/m，靈敏度為51% /Oe0實(shí)施例2按如下方法制備本發(fā)明的具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料(1)同實(shí)施例1制成寬為0. 4mm，厚為35 μ m的非晶薄帶。(2)在相對(duì)濕度為80%的空氣中使樣品在470°C溫度保溫3小時(shí)。圖2為用上述方法制得的樣品的縱向驅(qū)動(dòng)巨磁阻抗效應(yīng)曲線，測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)電流的 幅值為10mA，頻率為^OKHz。測(cè)試結(jié)果，最大巨磁阻抗比為480%，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.998的線性區(qū)間為5 U95A/m，線性區(qū)間寬度為U90A/m，靈敏度為/Oe0實(shí)施例3按如下方法制備本發(fā)明的具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料(1)母合金的配制在氬氣保護(hù)下用交流電弧熔煉法按原子比為73%的Fe、 7. 6%的Si、9. 5%的B和1. 9%的C融合成母合金1，再將母合金1用高頻感應(yīng)加熱熔化后添加5 %原子比的P、2 %原子比的Si和1 %原子比的Al制備成目標(biāo)母合金。(2)利用包括以下子步驟的單輥快淬法制備出本發(fā)明的非晶合金帶。(a)將按上述原子比組成的母合金放入軟化溫度高于1400°C的石英玻璃管中。(b)在氬氣保護(hù)下，用高頻感應(yīng)法加熱母合金，直至熔化，并繼續(xù)加熱至過熱。(c)通氣加壓使熔融合金從石英玻璃管底部噴嘴噴向高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥光滑表 面，使熔融合金液冷卻成寬為0. 4mm,厚為33 μ m的非晶薄帶。(3)在相對(duì)濕度為60%的空氣中使樣品在440°C溫度保溫6小時(shí)。圖3為用上述方法制得的樣品的縱向驅(qū)動(dòng)巨磁阻抗效應(yīng)曲線，測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)電流的 幅值為10mA，頻率為320KHz。測(cè)試結(jié)果，最大巨磁阻抗比為598%，線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0. 998的線性區(qū)間為15 850A/m，線性區(qū)間寬度為835A/m，靈敏度為49% /Oe0實(shí)施例4按如下方法制備本發(fā)明的具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料(1)母合金的配制在氬氣保護(hù)下用交流電弧熔煉法按原子比為75%的Fe、 7. 6%的Si、9. 5%的B和1. 9%的C融合成母合金1，再將母合金1用高頻感應(yīng)加熱熔化后 添加5%原子比的P和原子比的Al制備成目標(biāo)母合金。(2)利用包括以下子步驟的單輥快淬法制備出本發(fā)明的非晶合金帶。(a)將按上述原子比組成的母合金放入軟化溫度高于1400°C的石英玻璃管中。(b)在氬氣保護(hù)下，用高頻感應(yīng)法加熱母合金，直至熔化，并繼續(xù)加熱至過熱。(c)通氣加壓使熔融合金從石英玻璃管底部噴嘴噴向高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥光滑表 面，使熔融合金液冷卻成寬為0. 4mm,厚為33 μ m的非晶薄帶。(3)在相對(duì)濕度為60%的空氣中使樣品在450°C溫度保溫2小時(shí)。圖4為用上述方法制得的樣品的縱向驅(qū)動(dòng)巨磁阻抗效應(yīng)曲線，測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)電流的 幅值為10mA，頻率為320KHz。測(cè)試結(jié)果，最大巨磁阻抗比為676%，線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0. 998的線性區(qū)間為5 1005A/m，線性區(qū)間寬度為1000A/m，靈敏度為49. 77% /Oe。比較實(shí)施例1按如下方法制備本發(fā)明比較實(shí)施例1的磁敏材料(1)母合金的選擇母合金的組成按原子比包括73. 5%原子比的i^e、13. 5%原子 比的Si、9%原子比的B、原子比的Cu和3%原子比的Nb。(2)利用包括以下子步驟的單輥快淬法制備出本發(fā)明的非晶合金絲。(a)將按上述原子比將各種合金組分混合后，在氬氣保護(hù)下用交流電弧熔煉法將 其熔煉成母合金，然后將母合金放入軟化溫度高于1400°C的石英玻璃管中。(b)在氬氣保護(hù)下，用高頻感應(yīng)法加熱母合金，直至熔化，并繼續(xù)加熱至過熱。(c)通氣加壓使熔融合金從石英玻璃管底部噴嘴噴向高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥光滑表 面，使熔融合金液冷卻成寬為0. 4mm，厚為3 3 μ m的非晶薄帶。(3)在相對(duì)濕度為60%的空氣中使樣品在540°C溫度保溫1小時(shí)。圖5為用上 述方法制得的樣品的縱向驅(qū)動(dòng)巨磁阻抗效應(yīng)曲線，測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)電流的幅值為10mA，頻率為 480kHz ο
測(cè)試結(jié)果最大巨磁阻抗比為2098%，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0. 998的線性區(qū)間為122 168A/m，線性區(qū)間寬度為46A/m，靈敏度為1396% /Oe。比較實(shí)施例2按如下方法制備本發(fā)明比較實(shí)施例2的磁敏材料(1)同比較實(shí)施例1制成寬為0. 4mm，厚為33 μ m的非晶薄帶。(3)在氮?dú)庵惺箻悠吩?40°C溫度保溫1小時(shí)。圖6為用上述方法制得的樣品的縱向驅(qū)動(dòng)巨磁阻抗效應(yīng)曲線，測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)電流的 幅值為10mA，頻率為^OkHz。測(cè)試結(jié)果最大巨磁阻抗比為1320%，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0. 998的線性區(qū)間為65 115A/m，線性區(qū)間寬度為50A/m，靈敏度為1066% /Oe0比較實(shí)施例3按如下方法制備本發(fā)明比較實(shí)施例3的磁敏材料(1)同實(shí)施例1制成寬為0. 4_，厚為33 μ m的非晶薄帶。(2)在相對(duì)濕度為80%的空氣中使樣品在470°C溫度保溫1小時(shí)。(3)用16%的HCl溶液腐蝕，去除7μπι厚度的表面層。圖7中B曲線為用上述方法制得的樣品的縱向驅(qū)動(dòng)巨磁阻抗效應(yīng)曲線，測(cè)量時(shí)驅(qū) 動(dòng)電流的幅值為10mA，頻率為^OKHz ；A曲線為經(jīng)步驟(1)和(2)處理后，用步驟(3)腐蝕 去表面前的樣品的縱向驅(qū)動(dòng)巨磁阻抗效應(yīng)曲線，即A曲線同實(shí)施例1，測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)電流的幅 值為10mA，頻率為280KHz。測(cè)試結(jié)果對(duì)比實(shí)施例3，B曲線的樣品的最大巨磁阻抗比為840%，相關(guān)系數(shù)達(dá)到 0. 998的線性區(qū)間為46 140A/m，線性區(qū)間寬度為94A/m，靈敏度為276% /0e。從實(shí)施例1-4的測(cè)試結(jié)果與比較實(shí)施例1-2的測(cè)試結(jié)果相比較后，顯而易見，雖然 實(shí)施例的靈敏度不如比較實(shí)施例的高，但也已具備足以滿足實(shí)際應(yīng)用的高靈敏度需求，關(guān) 鍵在于實(shí)施例的靈敏線性區(qū)寬度與實(shí)施例2(典型的“FINEMET合金”)相比，靈敏線性區(qū)寬 度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，也即本發(fā)明提供的磁敏材料在保證了足以滿足應(yīng)用需求的靈敏 度的前提下，將線性區(qū)加寬了 1到2個(gè)數(shù)量級(jí)，這具有重要應(yīng)用價(jià)值的一項(xiàng)性能提高。通過實(shí)施1與比較實(shí)施例3的比較，顯而易見，材料外表層對(duì)材料的性能有顯著影 響。以上方法包括如下步驟一、采用快淬法制備非晶材料；1、按目標(biāo)要求組分配置母料，如可以用交流電弧熔煉法或高頻感應(yīng)加熱法配置母 合金；2、按目標(biāo)要求制備不同形狀的非晶材料，如用熔融紡絲法制備非晶絲，用單輥快 淬法制備非晶薄帶，用銅模澆鑄法制備非晶棒、管或環(huán)，用離子磁控濺射法制備非晶薄膜。二、在含氧和含水的氣體環(huán)境下對(duì)步驟一制得的非晶材料進(jìn)行熱處理。含氧和含 水的氣體環(huán)境可以是潮濕空氣，也可以是氧氣與氦氣、氬氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w的混合氣體再 與水蒸氣混合而成，也可以是二氧化碳、氫氣或空氣及其它氣體與水蒸氣的混合氣體；優(yōu) 選為空氣與水蒸氣的混合氣體，即潮濕空氣。氣體的相對(duì)濕度為40 90%，優(yōu)選為60 90%，最佳為80%。熱處理的溫度可以由普通的高溫爐提供，也可以是焦耳熱。熱處理的溫度為200 600°C，優(yōu)選為400 500°C。熱處理的保溫時(shí)間可以是10 600分鐘，優(yōu)選為 60 240分鐘。為降低生產(chǎn)成本，含氧和含水的氣體可選為空氣與水蒸氣的混合氣體，氣體壓力 為0. 1 2個(gè)大氣壓，優(yōu)選為0. 5 1. 5個(gè)大氣壓，最佳為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。退火條件，可以是由普通加熱爐產(chǎn)生，也可以由通過被退火材料的直流電或交流 電產(chǎn)生的焦耳熱提供，也可以是由通過被退火非晶材料的脈沖電流及其它形式的電流產(chǎn)生 的焦耳熱提供，只要能產(chǎn)生焦耳熱并滿足退火時(shí)的溫度要求即可。退火材料，其形狀可以是絲、帶、膜，也可以是棒、環(huán)或其它形狀，只要其表面能夠 被氧化，使被退火材料表面與內(nèi)芯形成磁結(jié)構(gòu)差異即可。按目標(biāo)要求制備不同形狀的非晶材料，如用熔融紡絲法制備非晶絲，用單輥快淬 法制備非晶薄帶，用銅模澆鑄法制備非晶棒、管或環(huán)，用離子磁控濺射法制備非晶薄膜。最 好的非晶材料是采用快淬法制備的非晶材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明提供的一種寬線性區(qū)高靈敏磁敏材料，不同于現(xiàn)有的磁敏材料，利用本 發(fā)明提供的一種寬線性區(qū)高靈敏磁敏材料同時(shí)具備寬線性區(qū)和高靈敏度兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)的磁敏 材料(見實(shí)施例)，而現(xiàn)有的磁敏材料一般只能制備寬線性區(qū)或高靈敏度兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)中的一 個(gè)，不能同時(shí)具備這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。(2)本發(fā)明提供的一種寬線性區(qū)高靈敏磁敏材，由于選擇的合金組分均為資源豐 富、價(jià)格低廉的元素，因此具有很強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。(3)采用本發(fā)明提供的一種寬線性區(qū)高靈敏磁敏材料，具有可控的內(nèi)芯復(fù)合磁結(jié) 構(gòu)的新型結(jié)構(gòu)，這種新型復(fù)合磁結(jié)構(gòu)為磁敏材料領(lǐng)域提供了一個(gè)新成員。(4)采用本發(fā)明提供的一種寬線性區(qū)高靈敏磁敏材料，由于表面氧化層的存在，形 成了一層隔絕內(nèi)芯與空氣的接觸，因此提高了磁敏材料的抗氧化和耐腐蝕能力，這點(diǎn)對(duì)拓 展磁敏材料的應(yīng)用領(lǐng)域及提高可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。(5)本發(fā)明提供的一種寬線性區(qū)高靈敏磁敏材料的外表層為氧化層，在制備過程 中無需在密閉的裝置中采用惰性氣體保護(hù)，因此，具有制備工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備條件簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)。(6)采用本發(fā)明提供的一種寬線性區(qū)高靈敏磁敏材料，由于制備過程中無需采用 惰性氣體保護(hù)，可以直接采用空氣，因此，具有工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。(7)本發(fā)明提供的一種寬線性區(qū)高靈敏磁敏材料，制備工藝簡(jiǎn)單、節(jié)能、環(huán)保、省 時(shí)，可以低成本、高效率地批量生產(chǎn)。綜上所述，最佳目標(biāo)母合金的!^e的原子比為76%，Si的原子比為7. 6%，B的原子 比為9. 5%，C的原子比為1. 9%，P的原子比為5% ；最佳熱處理?xiàng)l件是相對(duì)濕度為80%， 退火溫度為470°C，退火保持時(shí)間60分鐘；即Fe的原子比為76%，Si的原子比為7.6%，B 的原子比為9.5%，C的原子比為1.9%，P的原子比為5% ；相對(duì)濕度為80%，退火溫度為 470°C，退火保持時(shí)間60分鐘。為了進(jìn)一步提高線性區(qū)或靈敏度性能，還可以在加入P的同時(shí)加入原子比為 0.5 5%的Al ；最好加入原子比為的Al，即加入的Al的原子比為1%。在加入P和Al 的同時(shí)還可加入原子比為0. 5 6%的Si ；最好加入原子比為2%的Zn，即加入的Si的原子比為2%。
權(quán)利要求
1.一種具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，其特征在于在氬氣保護(hù)下用交流電弧熔煉 法將原子比為80 60%的Fe、15 6%的Si、15 6%的B和5 1 %的C融化制成母合 金，再在氬氣保護(hù)下用高頻感應(yīng)法將母合金融化后再加入原子比為7 4%的P熔煉成目標(biāo) 母合金；然后將目標(biāo)母合金在氬氣保護(hù)下用高頻感應(yīng)法融化后快淬成薄帶、絲或其它形狀 的非晶材料；最后在含氧和含水的氣體中進(jìn)行退火，氣體中的氧氣含量為5 60%，水蒸氣 的含量為相對(duì)濕度40 90%，退火溫度為200 600°C，退火保持時(shí)間為10 600分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，其特征在于Fe的原子比 為76%，Si的原子比為7. 6%，B的原子比為9. 5%，C的原子比為1. 9%，P的原子比為5%; 相對(duì)濕度為80%，退火溫度為470°C，退火保持時(shí)間60分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，其特征在于在加入P 的同時(shí)加入原子比為0. 5 5%的Al。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，其特征在于加入的Al的原 子比為1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，其特征在于在加入P和 Al的同時(shí)加入原子比為0. 5 6%的Si。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，其特征在于加入的Si的原 子比為2%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，其特征在于在加入P和 Al的同時(shí)加入原子比為0. 5 6%的Si。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料，其特征在于加入的 Zn的原子比為2%0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁性材料，特別是一種具有寬線性區(qū)的高靈敏磁敏材料。其特征在于在氬氣保護(hù)下用交流電弧熔煉法將原子比為80～60％的Fe、15～6％的Si、15～6％的B和5～1％的C融化制成母合金，再在氬氣保護(hù)下用高頻感應(yīng)法將母合金融化后再加入原子比為7～4％的P熔煉成目標(biāo)母合金；然后將目標(biāo)母合金在氬氣保護(hù)下用高頻感應(yīng)法融化后快淬成薄帶、絲或其它形狀的非晶材料；最后在含氧和含水的氣體中進(jìn)行退火，氣體中的氧氣含量為5～60％，水蒸氣的含量為相對(duì)濕度40～90％，退火溫度為200～600℃，退火保持時(shí)間為10～600分鐘。不僅具有靈敏度高、靈敏線性區(qū)寬、性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，而且制造和原料成本低廉，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)C22C33/04GK102061425SQ20111002811
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者葉慧群, 吳鋒民, 方允樟, 李文忠, 鄭金菊, 馬云 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)