退火条件对铁基非晶薄带压应力阻抗效应的影响

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应力退火对FeCo基玻璃包裹合金丝巨磁阻抗效应的影响

第２１卷
第６期
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学
学
报
Ｖｏ．１Ｎｏ６１２．
２１年６月０１
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＮＧＣＨＡＨＵＮＵＮＶＥＲＩＹＩＳＴ
Ｊｎ０１ｕｅ２１
应力退火对ＦＣ基玻璃包裹合金丝巨磁阻抗效应的影响ｅｏ
７
线线性区间展宽，性度变好，线并且在５Ｍａ时巨磁阻抗比峰值达到最大。０Ｐ
图１不Ｉ力退火ＧＭＩ应随外加磁场变化司应效
由图２中可以更清楚的看出，在零外加磁场时，没有外加拉应力直接在３００ ℃下空气退火３０分钟时，巨
关键词：力退火；璃包裹丝；应玻巨磁阻抗效应
中图分类号：Ｍ２１２Ｔ７．
文献标志码：Ａ
文章编号：０９— ９７２１）６— ０６—０１０３０（０１０００３
０引言
在常规的退火过程中外加一个应力的退火方法就是所谓的常规应力退火方法 ¨２。非晶铁磁性材料，＇Ｊ包括薄带 ¨－和细丝在退火过程中外加应力对磁性能和ＧＩ应的影响已经有研究。研究表明，Ｃ４Ｍ效在ｏ
收稿日期：０ｌ０２１５１
基金项目：家自然科学基金资助项目（Ｙ０Ｙ６５）浙江省大学生科技创新活动计划（苗人才计划）目国ＫＺ６００４，新项

退火条件对FeSiCoB薄膜应力阻抗效应的影响

第5期电子元件与材料V ol.24 No.5 2005年5月ELECTRONIC COMPONENTS & MATERIALS May 2005退火条件对FeSiCoB薄膜应力阻抗效应的影响谌贵辉1,2，杨国宁1，张万里1，彭斌1，蒋洪川1（1. 电子科技大学微电子与固体电子学院，四川成都 610054；2. 西昌学院物理系，四川西昌 615022）摘要:为了提高FeCoSiB薄膜和FeCoSiB/Cu/FeCoSiB多层膜的磁弹性能，利用磁控溅射方法在玻璃基片上沉积制备薄膜样品，并在真空中退火。

测试了不同温度退火后，薄膜样品的应力阻抗效应。

结果表明，退火处理条件对薄膜的应力阻抗效应有较大的影响。

在6.4 kA·m–1磁场下，薄膜经300℃、40 min退火处理后，单层FeCoSiB和多层FeCoSiB/Cu/FeCoSiB的应力阻抗效应分别为1.86%和8.30%。

关键词:电子技术；磁弹性薄膜；多层膜；应力阻抗；磁控溅射；退火处理中图分类号: TB303; TG156.2 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2005）05-0005-03Influence of Annealing Conditions on the Stress Impedance Effectof FeCoSiB Magnetoelastic Thin FilmsCHEN Gui-hui1,2, YANG Guo-ning1, ZHANG Wan-li1,PENG Bin1, JIANG Hong-chuan1(1. School of Microelectronic & Solid State Electronic, UESTC, Chengdu 610054, China; 2. Department of Physics, XichangCollege, Xichang 615022, China)Abstract: The FeCoSiB film and FeCoSiB/Cu/FeCoSiB multilayer film were deposited on glass substrates by magnetron sputtering. These samples were post-annealed in vacuum to improve the magnetoelastic property. The stress impedance effects of the as-deposited films at different annealing temperature were also investigated. The results show that the stress impedance effects obviously depend on the annealing conditions. The stress impedance effects (∆Z/Z) of the FeCoSiB single-film and the FeCoSiB/Cu/FeCoSiB multilayer film both annealed at 300℃for 40 min with 80 Oe magnetic field are 1.86% and 8.30%, respectively.Key words:electronic technology; magnetoelastic thin films; multilayer film; stress impedance; magnetron sputtering;annealing treatment磁弹性材料在外加应力的作用下发生形变，导致内部磁化状态变化，最终阻抗发生显著变化的现象，称为应力阻抗（Stress Impedance，SI）效应。

电流退火对钴基、铁基非晶软磁合金条带有效磁导率的影响

Ｍａ．２６ｒ，００
电流退火对钴基、铁基非晶软磁合金条带有效磁导率的影响膏
张广明，张延松，吴敏，钱坤明，昂丁
（国兵器科学研究院宁波分院，江宁波３５０）中浙１１３
摘
要：究了电流退火的电流密度、火时间对钴基和铁基非晶软磁合金条带有效磁导率的影响，与等温退火处理的研退并
中圈分类号：Ｇ１２２１Ｔ３．７＋文献标识码：Ａ文章编号：０４２４２０）２０６－３１０ — ４Ｘ（０６０－０３０
ＩｆｕｎｅｏｕｒｎｅｔｇｏｆｅｔｅｐｒａｉｔｆＣｏｂｓｄａｄＦ－ａｅｏｔｍａｎｔｃｎｅｃｆｃｒｅｔｈａｉｎｅｃｉｅｍｅｂｌｙｏ－ａｅｎｅｂｓｄｓｆｇｅｉｌｎｖｉ
结果作了比较。结果表明：电流退火可以明显提高钴基和铁基非晶软磁合金条带的有效磁导率，存在一个最佳电流密且
度、火时间值。使有效磁导率提高最大；退以铁基非晶软磁合金有效磁导率的提高明显优于钴基非晶软磁合金；流退火电提高钴基和铁基非晶软磁合金有效磁导率的幅度与等温退火基本相当，有升温和降温速度快、具退火效率高的优势。关键词：晶合金；磁；带；流退火；效磁导率非软条６

退火温度对Fe基非晶薄带磁性能的影响

Material Sciences 材料科学, 2019, 9(4), 347-354Published Online April 2019 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2019.94046Effect of Annealing Temperature onMagnetic Properties of Fe-BasedAmorphous RibbonsXiaojia Xu1, Xuanang Lu1, Zheng Fang2, Chunyu Guo1, Xiaozhen Fan1, Xingwei He1,Yunzhang Fang1,3*, Xiaohong Yang41College of Physics, Electronic and Information Engineering, Zhejiang Normal University, Jinhua Zhejiang2Tourism College of Zhejiang China, Hangzhou Zhejiang3College of Science and Technology, Xinjiang University, Akesu Xinjiang4Jinhua Polytechnic, Jinhua ZhejiangReceived: Mar. 25th, 2019; accepted: Apr. 11th, 2019; published: Apr. 18th, 2019AbstractIn this paper, Fe-based amorphous ribbons were annealed at different temperatures. The ma-cro-strain, microstructure and magnetic properties of the ribbons annealed at different tempera-tures were observed. Comparing and analyzing the experimental results of low temperature an-nealed samples and high temperature annealed samples, it is found that the microstructure and magnetic properties of the samples annealed at low temperature are different from those of the samples annealed at high temperature. The samples annealed at low temperature are almost still amorphous, while the samples annealed at high temperature are nanocrystalline ribbons. The macro-strain, maximum impedance ratio, magnetic anisotropy and optimum driving frequency of the samples after low temperature annealing have a certain linear relationship with the annealing temperature. The results of this paper have important reference value for improving the soft magnetic properties of Fe-based amorphous alloys by stress annealing in industrial production.KeywordsStress Annealing, Macro-Strain, Microstructure, Giant Magneto-Impedance, Magnetic Anisotropy退火温度对Fe基非晶薄带磁性能的影响许校嘉1，陆轩昂1，方峥2，郭春羽1，范晓珍1，何兴伟1，方允樟1,3*，杨晓红41浙江师范大学物理与电子信息工程学院，浙江金华2浙江旅游职业学院，浙江杭州*通讯作者。

电流退火对CoFeSiB非晶丝和薄带的巨磁阻抗效应比较

．
ｒｌｒｍｅｔｓｉｎｎｔｏｏｌｌｐｎｉｇｍｅｈｄ，ｒｓｅｔｅｙＡｆｅａｕｉｇｔｅＧＭＩｅｆｃｆｔｅｉｓｑｅｃｅｔｔ，ｉｉｏｎｅｅｐｃｉｌ．ｖｔｒｍｅｓｒｎｈｆｅｔｏｈｍｎａ－ｕｎｈｄｓａｅｔｓｆｕｄｔａｈｈｔｔｅＧＭＩｒｔｆｗｉｉｈｒｔａｈｔｆｉｂｎａｉｏｒｉｈｇｅｈｎｔａｂｏ．ＴｈｅａｉｎｈｐｂｔｅｏｅＳｏｒｅｒｌｔｓｉｅｗｅｎＧＭＩｅｆｃｎｈｅｓｔｆｎｅ — ｏｆｅｔａｄｔｅｄｎｉｏｎａｙａ
巨磁阻抗（ＧＭＩ效应，）发现非晶丝的ＧＭＩ比率高于薄带。研究了不同电流密度退火后非晶丝和薄带的ＧＭＩ应，效
结果发现 △ ／ｚｚ— ＥＨ）Ｚ（一Ｚ（ — Ｏ］ＺＨ — Ｏ都明显上升，Ｈ）／（）且非晶薄带数值更大；当电流密度等于０９ ×１／２．６０Ａｍ
ｌｇｃｒｅｔｓｉｖｓｉａｅ，ａｄａｅｕｔｔｅｒｔｓ△ ，ｉｕｒｎｅｔｔｄｎｓａｒｓｌｈｉ，Ｚ／ｎｉｎｇ，ａｏｚ一［（－ＺＨ—Ｏ］Ｚ（ｚＨ）（）／Ｈ—Ｏ，ｆｏｈｗｉｓａｄｒ — ）ｏｔｒｎｉｂｅｂ
ｂｎｉｂｉｕｌｄｔｅｖｌｅｆｍｏｐｏｓｉｂｎｒｈｇｅ．Ｗｈｎｔｅｃｒｅｔｅｓｙｉ０９ × １／，ｈｓｏｓｒｅｖｓｙｎａｕｓｒｈｕｂｏｓｅｉｈｒｓｏｏａｈｏａｒａｅｕｒｎｎｉ．６０Ａｍｔｉｈｄｔｓ

在不同时间下退火对非晶硅薄膜晶化的影响

火５ｎ１ｍｉ、０ｎ３ｒｉ、０ｎ６ｍｉ、２ｍｉ，ｍｉ、０ｎ２ｍｉ、０ｎ４ｍｉ、０ｎ１０ｎ用拉曼光谱分析前后样品，现随着晶化时间的延长晶化效果越ａ发好，Ｏ￣火的薄膜比４０５ＯＣ退０￣晶化效果好。Ｃ的
约为１７ｎ４１ｍ。然后，品用氮气作保护，别在４０５Ｏ样分ｏ￣Ｏ￣Ｃ、Ｃ退火５ｎ１ｍｉ、０ｎ３ｍｉ、０ｎ６ｍｉ、２ｍｉ，拉曼ｍｉ、０ｎ２ｍｉ、０ｎ４ｍｉ、０ｎ１０ｎ用光谱分电池作为一种清洁能源正越来越受到人们的重视，多晶硅薄膜太阳能电池因在稳定性和生产成本方面的优势，随着技术的发展有着诱人的前景，晶硅薄膜材料被认为是将来多太阳能电池材料的发展方向之一。多晶硅薄膜是由许多大小不等、具有不同晶面取向的小晶粒构成的，粒与晶粒之间的区域晶称为晶界。晶界和晶粒的结构不同，们的原子化学势也不同。它
２结果及分析
由图１可知，退火温度为４０４０ｍ＿处晶硅特征峰当Ｏ￣８ｃ１Ｃ，都非常明显，２ｃ。晶硅特征峰不明显，明非晶硅薄膜没５０ｍ＿处说
ｍａｎｅｌｇａ０ ℃ ａｄ５０ｆｒ５ｉ１ｒｉ，０ｎ，０ｎ，０ｎ，０ｎ，２ｍｉ．ｉｇｍｉｒ－ｍａｃｔｅ — ｌａｎａｉｔ４０ｎｎ０ ℃ ｏｍｎ，０ｎ２ｍｉ３ｍｉ４ｍｉ６ｍｉ１０ｎＵｓｎｃｏＲａｎｓａｔｒａ

退火温度对铁酸铋薄膜阻变特性的影响

退火温度对铁酸铋薄膜阻变特性的影响罗劲明【摘要】在氧化铟锡衬底上利用溶胶凝胶法,分别在500.C和600℃退火条件下,制备了锰掺杂的铁酸铋薄膜.两种退火温度下制备出来的薄膜均具有典型的钙钛矿晶体结构,但高温退火的薄膜晶粒尺寸要比低温退火的薄膜大.此外,随着退火温度的升高,薄膜的介电常数增大,漏电流也随之增加.通过测量约120个电流电压循环曲线,研究了这两种退火温度下锰掺杂铁酸铋薄膜的阻变效应,发现高温退火下薄膜的阻变性能稳定性要比低温退火的薄膜好.最后,基于氧空位相关的导电丝理论,进一步讨论分析了退火温度对薄膜介电、漏电性能和阻变特性的影响.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)033【总页数】4页(P122-125)【关键词】铁酸铋;阻变;退火温度【作者】罗劲明【作者单位】嘉应学院物理与光信息科技学院,梅州514015【正文语种】中文【中图分类】O484.42基于阻变效应的阻变存储器(RRAM)被认为是新一代非易失性存储器件的有力候补而备受人们关注，相关阻变材料的理论和实验研究逐渐成为当前新的研究热点[1—3]。

铁酸铋(BiFeO3，BFO)，一种在室温下同时具备铁电性和弱铁磁性的多铁性材料，因具有较高的居里温度[4]和奈尔温度[5]、较大的剩余极化强度[6]，而在多功能器件的开发和应用中具有巨大潜力。

近年来，人们在这种薄膜材料中发现了良好的阻变效应，进而引发大量研究者的广泛追求[7—10]。

铁酸铋薄膜的阻变效应与制备方法、电极和衬底材料、退火温度等多因素有关，导致其阻变机制纷繁复杂。

目前，人们根据阻变特性的不同提出了两种主要的物理机制：一种是界面效应机制，认为薄膜的阻变效应发生在电极和薄膜材料之间的表面，由缺陷的迁移扩散而引起表面肖特基势垒的变化。

如Jin等[7]研究了不同面积的电极对多晶BiFeO3薄膜阻变效应的影响，发现晶粒在薄膜的导电机制中起关键作用，并进一步探讨了界面型阻变效应在高密度存储器的应用前景。

退火处理对Fe-Ni-B-Si非晶合金软磁性能的影响

退火处理对Fe-Ni-B-Si非晶合金软磁性能的影响作者：刘先亮来源：《硅谷》2011年第18期摘要：从磁性材料的磁性性能参数开始介绍，阐述退火处理对Fe-Ni-B-Si非晶合金软磁性能的影响，具体表现在在饱和磁化强度、矫顽力以及磁化曲线上等磁性具体性能参数上。

关键词：退火处理；磁性；Fe-Ni-B-Si非晶合金中图分类号：O643.32 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920195－011 磁性材料的磁性性能介绍磁性材料在外加磁场的作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，他们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线。

磁化曲线一般来说是非线性的，具有两个特点：磁饱和现象及磁滞现象。

即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降为零时，M并不恢复为零，而是沿Ms～M，曲线变化。

软磁材料的常用磁性能参数：1）饱和磁化强度Ms：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列；2）矫顽力Hc：表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）；3）剩余磁化强度Mr：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的M值；4）矩形比（剩磁比）：Mr/Ms，剩磁比是反映磁性材料软、硬磁性能的一个标准。

一般来说剩磁比越小则磁滞回线封闭的面积越小，磁滞损耗越低，软磁性越好，硬磁性越差，反之则软磁性差，硬磁性好；5）磁导率μ：磁滞回线上任何点所对应的M与H的比值，与器件工作状态密切相关；6）损耗P：磁滞损耗的大小可以根据磁滞回线封闭的面积大致的判断，一般来说磁滞回线面积越大则损耗P越大。

2 磁性能的退火试验图1为非晶合金Fe40Ni40B20Si2淬态及不同退火温度条件下的磁滞回线图，被检测试样重量均为10mg，检测时的单位电压都是5mv，合金退火时的加热速度均为加20℃/min，随炉冷却，退火全过程通氩气保护。

铁基非晶合金材料的热处理工艺优化

铁基非晶合金材料的热处理工艺优化铁基非晶合金材料是一种具有独特性质和广泛应用前景的金属材料。

在现代工业中，铁基非晶合金已经成为许多领域的理想选择，包括电子、汽车、航空航天等。

热处理工艺是铁基非晶合金材料制备过程中不可或缺的环节，通过对热处理工艺进行优化，可以改善材料的性能和工艺可控性。

热处理工艺主要包括退火、固溶处理、时效处理等步骤。

其中，退火是铁基非晶合金材料热处理过程中的关键步骤之一。

退火过程中，材料的内部结构发生重组，从而改变材料的硬度、导电性、磁导率等性质。

优化退火工艺可以控制材料的晶化行为和晶粒尺寸，进而影响材料的力学性能和导电性能。

一种常见的优化方法是调节退火温度和退火时间。

退火温度过高或退火时间过长会导致晶粒长大，从而降低材料的硬度和导电性。

然而，退火温度过低或退火时间过短则可能无法完全消除材料中的内部应力和组织缺陷，从而影响材料的力学性能和热稳定性。

因此，在实际应用中，需要通过试验和实验分析来确定最佳的退火参数。

除了温度和时间的调节之外，加入适量的合金元素也是优化热处理工艺的重要因素。

合金元素的选择和添加可以改变材料的组织结构和相变行为，进而影响材料的力学性能和导电性能。

例如，添加少量的钼、铌等元素可以有效提高铁基非晶合金的硬度和韧性。

而硼、氮等元素的加入则可以改善材料的热稳定性和抗腐蚀性能。

因此，选择合适的合金元素并控制其添加量，可以优化材料的热处理工艺并改善材料的性能。

此外，热处理过程中还需要控制材料的冷却速率。

快速冷却可以有效抑制铁基非晶合金的晶化行为，从而保持材料的非晶态结构。

而过慢的冷却速率则可能导致材料中的非晶态区域发生晶化，影响材料的性能。

因此，在热处理工艺中，合理控制冷却速率并选择适合的冷却介质非常重要。

综上所述，铁基非晶合金材料的热处理工艺优化对于提高材料的性能和工艺可控性具有重要意义。

通过调节退火温度和时间、添加合适的合金元素、控制冷却速率等方法，可以优化铁基非晶合金材料的热处理工艺并改善材料的力学性能、导电性能和热稳定性。

退火工艺对铁基非晶薄带压应力阻抗效应的影响

．．
材料ｕ』之，这种材料己在很宽的领域内代替ｃ基和Ｆ基非晶带材，ｏｅ且广泛用于共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、零序互感器等许多电气元件．磁弹性材料在外加应力的作用下发生形变，致内部磁化状态变化，终阻抗发生显著变化的现象，导最称为应力阻抗（ｔｓＩｐｄｎｅＳ）应．用磁弹性薄膜的此特性制成的电子器件，Ｓｅｓｍｅａｃ，Ｉ效ｒ利由于具有机电耦合系数
３南昌大学材料科学与工程学院，．江西南昌
３０３）３０１
摘要：采用单辊法制备了宽４５ｉ厚２ｔ的Ｆｒ５ｕＮ３ｉＢ非晶薄带，．ｍｌ５ｕｌｎｅｌｂ３９ｓＣＳ５且对薄带进行了退火处理和
金相分析，并研究了退火工艺对非晶薄带ｓ效应的影响．果表明，晶薄带经３０℃退火后开始出现晶Ｉ结非０
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第３卷第６ｌ期
２Ｏ年１月Ｏ７１
江西师范大学学报（自然科学版）
ＪＵＮＬＯＡＧＩＯＭＡＮＶＲＩＹＮＴＲＬＳＩＮＥＯＲＡＦＪＮＸＲＬＵＩＥＳＴ（ＡＵＡＣＥＣ）ＩＮ
形貌采用Ｑａｔ０扫描电镜观察；ｕｎ２０型ａ薄带的成分采用ＥＡＤＸ能谱仪分析；带的阻抗采用４９Ａ型阻抗分薄２４
析仪（安捷伦公司生产）出，测测试频率为５５Ｈ．～０Ｍｚ
退火采用上海意丰电炉有限公司生产的管式气氛电阻炉，氩气氛围，退火温度为１０～４０℃ ，００退火时间为Ｏ５，火后空冷．力阻抗比的定义为：，＝ｌ／＝ｌａ一ｚ（）ｌＺＯ，．～２ｈ退应Ｓ △ｚｌＺ）ｚ（ｏ／（）Ｚ为薄带的阻抗，为薄带所受的压应力，０为未施加压应力时薄带的阻抗，ａｚ（）ｚ（）为施加压应力后薄带的阻抗，ｌ为 △ｚｌ薄带阻抗的变化幅度．阻抗的测试方法如图１所示，首先将薄带（０ｃ１ｍ长，．ｉ宽，５ｖｎ）贴在玻璃板上，３２Ｉｎ２ｒ厚粘ｎ然后在薄带的一个固定点上施加压应力，压头（固定点）直径为＝５±Ｏ２ｍ压头与薄带的接触面积为８４２４ｍ２．ｍ，．０．

铁硅硼非晶薄带的磁阻抗效应

退火可以提高非晶薄带的磁阻抗效应。关键词：Ｆ７ｉｅ８９３ＳＢ１非晶薄带；磁阻抗中图分类号：０８．４４４文献标识码：ＡＤＯ：０３６０ｉｎ１７ — ０５００１０Ｉ．９．ｓ．６４８８．１．．４１９ｓ２００
ｗｉｅｈｇｅｑｅｃｎｅｍｏｅｃｉｔｒｓｄｃｅｓｄａｏｇｗｉｈｇｅｉｅｄａｄｔｅｒｂｎｌｎｔｈｈｔｔｉｈｒｆｅｕｎｙａｄｔｒｏｌｕ，ｅｒａｅｌｎｔｔｅｍａｎｔｆｌｎｉｏｇｈｎｈｃｉｈｂｅｈ
ｅｅｔｏｌｅｅｈｎｅｆｒｎｅｌｇｆｃｕｄｂｎａｃｄａｔｎａｉ．ｃｅａｎ
Ｋｅｙｗｏｒ：７Ｓ９３ａｒｈｕｓａｌｙｒｂｏｎ；ｇｎｔｍｐｄｎｅｄｓＦｅｓｉＢ１ｍｏｐｏｌｏｂｓｍａｅｏｉｅａｃｉ
沿丝轴方向施加的外磁场的变化而发生显著变
化。随后，人们很快在同样为高磁导率的铁基纳米晶薄带、膜和丝中观察到了巨磁阻抗效应【】２。利用该效应的灵敏度高、体积小、响应快等优点而开发出来的各种微型传感器，已广泛应用于微弱磁场的测量、方位的检测和磁记录技术等领域。本
摘
要：研究频率、磁场强度、线圈匝数、薄带长度以及退火对Ｆ，ｉ非晶薄带的磁阻抗效应的影响。结果ｅＳ，Ｂ

FeSiB非晶薄带的模量和膨胀系数研究

FeSiB 非晶薄带的模量和膨胀系数研究蒋达国1, 杨建平1,黄强2*( 1.井冈山大学数理学院, 江西吉安343009; 2.井岗山大学工学院, 江西吉安343009)摘要: 采用单辊法制备了宽 4.5 mm、厚25 μm 的Fe78S i9B13 非晶薄带。

用Q800 动态热机械分析仪( D MA) 分析测试非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数随着退火工艺及测试温度的变化关系。

结果表明: 退火可以提高非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数; 退火态与淬态非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数随着测试温度的变化规律相同, 即弹性模量都随着测试温度的升高而减小; 线形变随着测试温度的升高而增大; 非晶薄带的线膨胀系数在低温时随着测试温度的升高而增大, 在高温时随着测试温度的升高而减小。

关键词: Fe78S i9B13 非晶薄带; 弹性模量; 线膨胀系数中图分类号: O482.5文献标识码:A文章编号:1004- 244X( 2008) 05- 0024- 03Study of elastic modulus and expansion coefficient of Fe78Si9B13 amorphous alloy ribbonsJIA NG Da- guo1, YANG Jian- ping1, HUANG Qiang2( 1.College of Mathematic and Physics, Jingg ang shanUniversity, Ji’an 343009, China; 2.Colleg e of Engineering,Jinggang shan University, Ji’an 343009, China)Abstract: In this paper, Fe78S i9B13 amorphous alloy ribbons with 25 μm thickness and 4.5 mm width were manufactured by sing le-roller method.The elastic modulus and line deformation and line ex pansion coefficient were investigated by Q800 D MA. The results showed that the elastic modulus and line deformation and line ex pansion coefficient increased after annealing. The relationship of elastic modulus and line deformation and line ex pansion coefficient with test temperature of annealed amorphous alloy ribbons was the same as that of quenched amorphous alloy ribbons, that is, the elastic modulus decreased and the line deformation streng thened with the test temperature increasing, the line ex pansion coefficient enhanced with the test temperature increasing when the temperature was lower, but the line ex pansion coefficient decreased with the test temperature increasing when the temperature was hig her.Key words: Fe78S i9B13 amorphous alloy ribbons; elastic modulus; line ex pansion coefficient自1960 年美国Duwez 教授发明了用快淬工艺制备非晶态合金以来, 由于其独特的组织结构、高效的制备工艺、优良的软磁性能、优良的力学性能, 一直受到材料科学工作者和产业界的特别关注, 已在各类电力器件、电子变压器、磁传感器等多种软磁器件中获得成功应用[ 1-8] 。

铁基非晶薄带的压磁效应

铁基非晶薄带的压磁效应
蒋达国;黄强;朱正吼
【期刊名称】《机械工程材料》
【年(卷),期】2007(031)009
【摘要】采用单辊法制备了宽3.2 mm、厚25 μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5 B9非晶薄带,利用4294A型阻抗分析仪测试了非晶薄带的压磁效应.结果表明:当测试频率较低时,非晶薄带的压磁效应较弱,随着测试频率的升高,非晶薄带的压磁效应出现了明显的增强;与淬火态非晶薄带相比,退火可以改变非晶薄带的压磁效应,且经300℃×2 h退火后,非晶薄带的压磁效应最强,当测试压应力为1.05 Mpa,测试频率为50 MHz时,淬火态非晶薄带的压磁效应为0.75%,而退火后非晶薄带的压磁效应可达0.97%.
【总页数】3页(P4-6)
【作者】蒋达国;黄强;朱正吼
【作者单位】井冈山学院数理学院,江西吉安,343009;井冈山学院数理学院,江西吉安,343009;南昌大学材料科学与工程学院,江西南昌,330031
【正文语种】中文
【中图分类】O484.4
【相关文献】
1.非晶Fe94Si6薄带压磁效应的研究 [J], 马广斌;朱正吼;夏小鸽;李塘华
2.FeSiB非晶薄带的压磁效应研究 [J], 蒋达国;朱正吼;马广斌;夏小鸽;李塘华
3.铁基双层非晶带材压磁效应的研究 [J], 蒋达国;黄强;
4.铁基双层非晶带材压磁效应的研究 [J], 蒋达国;金玉翠;黄强
5.铁基双层非晶带材压磁效应的研究 [J], 蒋达国;黄强
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回火对应力退火Fe基薄带磁各向异性的影响

回火对应力退火Fe基薄带磁各向异性的影响严维燕;方允樟;马云;何佳;何兴伟;柳渊;杨晓红【摘要】The Fe-based nanocrystalline ribbons annealed under tensile stress were tempered by different times at the temperature of 540 °C. The longitudinally driven giant magneto-impedance effect in the Fe-based nanocrystalline ribbons were measured with HP4294A impedance analyzer. The results from analyzing the relationship between tempering numbers and the characteristic of Fe-based ribbons LDGMI curves showed that, tempering released the residual elastic strain due to applied tensile stress and made the anisotropy field decreased. After 7 times tempering, it changed from 2 632. 29 A/m to 1 139. 39 A/m. The study presented important scientific value on the mechanism of stress-induced magnetic anisotropy.%对应力退火的Fe基纳米晶薄带进行540℃回火处理,采用HP4294A 型阻抗分析仪测量回火不同次数样品的纵向驱动巨磁阻抗(LDGMI)曲线.对系列LDGMI曲线特征与回火次数的关系进行分析,结果表明:回火释放了Fe基纳米晶薄带应力退火导致非晶基体滞弹性形变而引入的拉应力,使得样品的磁各向异性场减小.经过7次回火处理,应力退火感生的磁各向异性场从2632.29 A/m减小到1139.39 A/m.【期刊名称】《浙江师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(035)004【总页数】4页(P411-414)【关键词】纳米晶;巨磁阻抗效应;应力退火;回火;磁各向异性【作者】严维燕;方允樟;马云;何佳;何兴伟;柳渊;杨晓红【作者单位】浙江师范大学数理与信息工程学院,浙江金华 321004;浙江师范大学数理与信息工程学院,浙江金华 321004;浙江师范大学数理与信息工程学院,浙江金华 321004;浙江师范大学数理与信息工程学院,浙江金华 321004;浙江师范大学数理与信息工程学院,浙江金华 321004;浙江师范大学数理与信息工程学院,浙江金华321004;金华职业技术学院浙江金华 321007【正文语种】中文【中图分类】O482.50 引言1988 年，Yoshizawa 等［1］利用非晶晶化法制备了 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金材料，该材料由直径为10～20 nm的α-Fe(Si)纳米晶粒均匀镶嵌在非晶基体上组成，该结构使得材料具有较小的磁晶各向异性、高磁导率及低矫顽力等优异的综合软磁性能［2-5］，在磁敏传感器方面具有广泛的应用.1992年，Kraus等［6］对Fe基薄带进行应力退火，感生出大于1 000 A/m的横向磁各向异性场.应力退火感生的横向磁各向异性场相比传统磁场退火感生的要高2个数量级，从而引起科技界的广泛关注，并已有大量的研究报道［7-12］.然而，对于应力退火感生横向磁各向异性的微观机理尚不明确.Herzer［7-8］认为应力退火感生磁各向异性来源于非晶基体滞弹性形变对α-Fe(Si)晶粒造成了内部拉应力，从而引起α-Fe(Si)晶粒负的磁致伸缩与非晶基体滞弹性形变引起的应力耦合发生磁弹耦合相互作用.Hofmann等［9-10］基于Neel的原子对方向有序模型，提出除Herzer认为的磁弹相互作用外，Fe-Si原子对方向有序也是产生应力退火感生磁各向异性的可能原因，但未能说明形成原子对有序的机理.Ohnuma等［11］利用透射模式的X射线衍射技术观测到不同张应力退火Fe基合金具有结构各向异性，并且发现Si含量的不同对结构各向异性几乎没有影响.分析认为，应力退火感生的磁各向异性起源于结构各向异性中的残余弹性应变与α-Fe(Si)晶粒的负磁致伸缩发生磁弹相互作用，而与Fe-Si原子对方向有序无关.方允樟等［12］利用原子力显微镜观测Fe基合金薄带断口的介观结构，认为薄带具有横向磁各向异性是由于α-Fe(Si)纳米晶粒的定向团聚所致.本文主要对应力退火的Fe基纳米晶薄带进行540℃回火处理，获得不同回火次数对薄带磁各向异性场的影响，为张应力退火感生磁各向异性的机理提供实验佐证.1 实验利用单辊快淬法制备出宽1.28 mm、厚25 μm 的 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带，在氮气保护的管式炉中对薄带施加沿着轴向的张应力退火，张应力大小为180.5 MPa.整个过程都以5℃/min的恒定速率升温到540℃，保持该温度60 min，再自然冷却至室温将退火薄带取出.回火处理即将应力退火的薄带重新置于退火炉中进行无外加应力的退火处理.多次回火处理即多次重复回火过程.采用直径为0.08 mm的漆包线密绕200匝制成驱动线圈，截取2 cm长的退火样品，置于线圈中组成一个等效的阻抗元件，再将该线圈接入HP4294A型阻抗分析仪，测量不同外加磁场作用下的阻抗值，驱动电流振幅为10 mA.所需的外加直流磁场由Helmholtz线圈提供，磁场方向平行于样品的轴向，为减小地磁场的影响，直流外磁场与地磁场方向垂直.定义巨磁阻抗比为式(1)中:Z(Hex)，Z(Hmax)分别是任意外加磁场和最大外加磁场时所测得的等效阻抗元件的阻抗值.2 结果与讨论图1是540℃回火不同次数(0～7次)的Fe基纳米晶薄带在400 kHz的交流驱动频率下测得的LDGMI效应曲线.0次表示没有做回火处理，即540℃，180.5 MPa 张应力退火的Fe基纳米晶薄带，n(1～7)次表示累计进行了n次重复的540℃回火1 h的处理.由图1(a)、图1(b)可见，不同回火次数样品的LDGMI曲线均呈现“平台”的形状，但样品的最大巨磁阻抗比(ΔZ/Z)max与半高宽(ΔHW)各不相同.本文定义半高宽:LDGMI曲线中阻抗比值为最大值的一半所对应的外加正向磁场大小.如图1(a)所示，0 次、1 次、2 次和3 次回火处理样品的(ΔZ/Z)max分别为257.8%，462.7%，538.3%和 548.1%;样品LDGMI曲线的ΔHW 分别为2 632.29，1 491.61，1 293.21 和 1 290.03 A/m.从图 1(b)可得 4 次、5次、6次和7次回火处理过的样品，其LDGMI曲线的半高宽分别为1 240.54，1 210.03，1 169.49 和1 139.39 A/m.图1 不同回火次数Fe基纳米晶薄带的LDGMI曲线图2显示了Fe基纳米晶薄带的最大巨磁阻抗比值和LDGMI曲线的半高宽ΔHW与回火次数n之间的关系.对(ΔZ/Z)max与n的关系曲线进行分析:随着n的增加，最大巨磁阻抗比值单调增大，但是变化的快慢不同.当n＜3时，随着n的增加，最大阻抗比值快速地从257.8%增加到538.3%;当n≥3时，(ΔZ/Z)max的变化趋于平缓，经过7次回火处理增加到614.8%.从ΔHW与n的关系曲线可得，经过1次回火，ΔHW从2 632.29 A/m迅速地减小为1 491.61 A/m，减小了1 140.68 A/m;经过第2次回火处理，ΔHW又从1 491.61 A/m减小为1 293.21A/m，减小的幅度为198.4 A/m;经过第3次回火，ΔHW继续减小到1 290.03A/m，减小的幅度只有3.18 A/m.当n≥5以后，ΔHW的减小趋于平缓.图2 Fe基纳米晶薄带的最大阻抗比(ΔZ/Z)max和LDGMI曲线半高宽ΔHW与回火次数n的关系曲线由上述实验结果可得，Fe基纳米晶薄带LDGMI曲线的半高宽ΔHW随着回火次数n的增加而减小，当n＜3时，ΔHW减小的幅度很大;当n≥3时，减小的幅度变小.ΔHW反映了材料磁各向异性场的大小［5，13］.对于 Fe 基纳米晶薄带应力退火感生磁各向异性，Herzer［7-8］认为是非晶基体的滞弹性形变对Fe-Si晶粒造成了拉应力而引起磁弹耦合作用所致.经过1次540℃回火处理，非晶基体滞弹性形变引起的拉应力大部分获得释放，应力退火感生的磁各向异性场也从2 632.29 A/m减小为1 491.61 A/m，减小的幅度较大.经过2次回火处理，应力进一步获得释放，磁各向异性场减小为1 293.21 A/m，减小的幅度变小.经过3次回火处理，应力已经基本上释放，薄带中仍然存在大小为1 293.21 A/m的磁各向异性场.这说明Herzer提出的磁弹耦合作用是合理的，即在经过回火处理后，滞弹性形变引起的拉应力获得释放而导致应力退火感生的磁各向异性场减小.再经过多次的回火处理，磁各向异性场的变化幅度很小，滞弹性形变引起的拉应力基本上释放，但是薄带中仍然存在大小为1 139.39 A/m的磁各向异性场.笔者推测，除了Herzer提出的磁弹耦合相互作用外，还存在影响应力退火感生磁各向异性场的其他因素.方允樟等［12］提出的因为Nb-B通道的作用而导致张应力退火α-Fe(Si)纳米晶粒定向团聚模型，可能是对Herzer提出的磁弹耦合作用理论的有效补充，但目前缺乏有效的证据，对于应力退火感生磁各向异性的机理还需进一步进行实验探究.3 结论1)应力退火Fe基纳米晶薄带的磁各向异性场随着回火次数n的增加而减小.当n＜3时，减小的幅度很大;当n≥3时，减小的幅度变小，但是不能完全消除.2)由多次回火的实验结果可得，Herzer提出的磁弹耦合理论对于解释应力退火感生磁各向异性是部分合理的，但是不能完全解释，还存在其他影响应力退火感生磁各向异性的因素.3)方允樟等提出的张应力退火α-Fe(Si)纳米晶粒的定向团聚模型可能是对Herzer 的磁弹耦合理论的有效补充.参考文献:［1］Yoshizawa Y，Oguma S，Yamauchi K.New Fe-based soft magnetic alloys composed of ultrafine grain structure［J］.J App Phys，1988，64:6044-6046.［2］Yoshizawa Y，Yamauchi K.Fe-based soft magnetic alloys composed of ultrafine grain structure［J］.Mater Trans JIM，1990，31:307-312. ［3］Yoshizawa Y，Yamauchi K.Magnetic properties of Fe-Cu-M-Si-B(M=Cr，V，Mo，Nb，Ta，W)alloys［J］.Mater Sci Eng A，1991，133:176-179.［4］Tejedor M，Hernando B，Sánchez M L，et al.Magnetoimpedance effect in zero magnetostriction nanocrystallineFe73.5Cu1Nb3Si16.5B6ribbons［J］.J Magn Magn Mater，1988，185:61-65.［5］杨介信，杨燮龙，陈国，等.一种新型的纵向驱动巨磁阻抗效应［J］.科学通报，1998，43(11):1051-1053.［6］Kraus L，Závěta K，Heczko O，et al.Magnetic anisotropy in as-quenched and stress-annealed amorphous and nanocrystallineFe73.5Cu1Nb3Si13.5 B9alloy［J］.J Magn Magn Mat，1992，112:275-277. ［7］Herzer G.Magnetic field induced anisotropy in nanocrystalline Fe-Cu-Nb-Si-B alloys［J］.Mater Sci Eng A，1994，181/182:876-879.［8］Herzer G.Creep induced magnetic anisotropy in nanocrystalline Fe-Cu-Nb-Si-B alloys［J］.IEEE Trans Magn，1994，30(6):4800-4802.［9］Hofmann B，Kronmiiller H.Creep induced magnetic anisotropy in nanocrytalline Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9［J］.Nanostructured Mater，1995，6(5/6/7/8):961-964.［10］Hofmann B，Kronmüller H.Stress-induced magnetic anisotropy in nanocrystalline FeCuNbSiB alloy［J］.J Magn Magn Mat，1996，152(1/2):91-98.［11］Ohnuma M，Yanai T，Hono K，et al.Stress-induced magnetic and structural anisotropy of nanocrystalline Fe-based alloys［J］.J Appl Phys，2010，108:093927.［12］Fang Y Z，Zheng J J，Wu F M，et al.Mesostructural origin of stress-induced magnetic anisotropy in Fe-based nanocrystalline ribbons ［J］.Appl Phys Lett，2010，96:092508.［13］Wang Z C，Gong F F，Yang X L，et al.Longitudinally driven giant magnetoimpedance effect in stress-annealed Fe-based nanocrystalline ribbons［J］.J Appl Phys，2000，87:4819-4821.。

退火工艺对Fe基薄带纵向驱动应力阻抗效应的影响

退火工艺对Fe基薄带纵向驱动应力阻抗效应的影响李文忠;郑建龙;马云;何佳;方允樟【摘要】采用单辊快淬方法制备了Fe73.5Cu1NB3Si13.5B9(Fe基合金)非晶薄带,利用HP4294A型阻抗分析仪测量了经不同温度退火的Fe基合金薄带在纵向驱动模式下的应力阻抗效应.实验结果表明:经550℃退火的Fe基纳米晶薄带在2.375 MHz电流驱动下的应力阻抗比高达650%,其应力响应灵敏度达120%/MPa.这种纵向驱动模式下的应力阻抗效应,相比其他获得应力阻抗效应的方法,具有灵敏度高、稳定性好的优点.%Amorphous Fe73 Cu1 Nb3Si13.5 B9 alloy (Fe-based alloy) ribbons were produced by the melt-spun method. An HP4294A impedance analyzer was used to measure the curves of the longitudinally driven stress-impedance ( SI) effect. Samples were annealed under different temperatures for 1 h in air atmosphere. The results showed that the largest SI ratios was 650％ and stress response sensitvety was 120％/MPa, these data were observed at driven frquency of 2.375 MHz for the Fe-based ribbons annealed at 550 ℃. The longitudinally driven mode of stress impedance effect had advantages of high sensitivity and stability compared with other method.【期刊名称】《浙江师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(034)002【总页数】5页(P153-157)【关键词】Fe基合金;纵向驱动;应力阻抗效应;灵敏度【作者】李文忠;郑建龙;马云;何佳;方允樟【作者单位】浙江师范大学,数理与信息工程学院,浙江,金华,321004;浙江师范大学,数理与信息工程学院,浙江,金华,321004;浙江师范大学,数理与信息工程学院,浙江,金华,321004;浙江师范大学,数理与信息工程学院,浙江,金华,321004;浙江师范大学,数理与信息工程学院,浙江,金华,321004【正文语种】中文【中图分类】O482.50 引言1997年,Shen等[1]首次在负磁致伸缩系数的 CoSiB非晶丝中发现了巨应力阻抗(GSI)效应,其应力阻抗比可达 20%,是半导体力敏材料的 6倍以上,此后一直受到各国研究者的关注.但是,由于不断发展的实际应用需求[2-3],人们仍然追求更高灵敏的应力传感器.为了提高巨应力阻抗的灵敏度,研究者做了大量的工作:文献[4]通过对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金掺 V进行组分调制获得巨应力阻抗比达-22.4%;文献[5]通过对 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带进行温度退火处理使应力阻抗比达25%;文献[6]又通过对 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带外加张应力电流退火来改善纳米晶的磁导率和磁各向异性,获得的应力阻抗比高达 350%,是目前所见报道中采用横向驱动模式获得的最大值,显著提高了应力阻抗效应的灵敏度.1998年,杨介信等[7]在研究 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带的巨磁阻抗效应(G M I)时采用了纵向驱动的方法将磁阻抗的灵敏度提高了 1个数量级,由于这种方法采用非接触模式[8],可以有效地避免横向驱动模式中导线与晶带之间的接触电阻及由此产生的焦耳热损耗,同时产生了一个沿晶带纵向的磁化场,从而影响材料内部的磁化状态,导致其产生较大的磁阻抗效应.这种方法用于应力阻抗效应 (SI)应该能够获得更高的灵敏度,但相关工作至今仍未见报道.本研究采用了纵向驱动的方法对 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带的应力阻抗效应进行了系统研究,发现其在纳米微晶状态下的应力阻抗比可达 650%,应力响应灵敏度达 120%/MPa.这种获得高灵敏的应力阻抗效应的方法为研发高灵敏的新型应力传感器提供了一种新途径.图 1 纵向驱动应力阻抗效应测量系统简化图1 实验采用单辊快淬的方法制备了宽为 0.4 mm,厚为30μm,成分为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的非晶薄带.截取长 20 mm的样品在空气中分别以400,500,550,580,620℃退火,保温 1 h后自然冷却到室温,退火过程中样品的长度方向与地磁场平行.用DSC对 Fe基合金薄带进行了热分析,用 XRD(Cu-kα)对 Fe 基合金薄带进行了结构的分析.在应力阻抗测量过程中,样品被放置在一个直径为0.57 mm的驱动线圈内,组成一个等效的阻抗元件,接入 HP4294A型阻抗分析仪进行应力阻抗测试,线圈内通过 10 mA的交流驱动电流,在样品的纵向产生一个驱动磁化场,驱动频率从 40 Hz到 20 MHz.图 1为纵向驱动应力阻抗测量系统简化图,样品纵向加载的应力范围为 0～105 MPa,所加载的应力由外加不同砝码提供.定义应力阻抗比为式 (1)中,Z(σ)和Z(σmax)分别表示在任意外加张应力和最大张应力时的阻抗值.定义应力阻抗的灵敏度为式 (2)中:(ΔZ/Z)max为最大应力阻抗比;ΔH为应力阻抗比曲线的半高宽.2 结果与讨论2.1 Fe基合金薄带的 XRD分析图 2 不同温度退火后 Fe基合金薄带的 XRD谱图为了说明温度退火后 Fe基合金薄带微结构对 SI效应的影响,图 2为 Fe基合金薄带在不同温度退火 1 h后的 XRD衍射图谱,其中铸态和400℃之前退火样品的XRD图谱呈现为典型的“馒头峰”,表明400℃之前退火的样品仍为非晶态.这个过程对合金薄带样品来说是个内应力释放的过程,SI比铸态有明显的提高.当退火温度达到500℃时,在 (110),(200)和 (211)面开始出现了α-Fe(Si)晶化峰,SI效应得到了进一步的升高.当退火温度达到550℃时,合金薄带样品内的 (110)面α-Fe(Si)晶化峰得到进一步增强,由 Scherrer公式[9]D =0.96λ/(Bcosθ)(其中:λ是 X射线的波长;θ是衍射角;B为衍射峰的半高宽)计算得,退火温度从 500～620℃的α-Fe(Si)纳米晶粒尺寸为 10～15 nm,晶粒尺寸变化不大,此时样品的矫顽力达到最低值,磁导率达到一个峰值,而磁导率直接影响材料的磁阻抗[10]及应力阻抗效应[11].由图 2可知,退火温度在550℃时具有最显著的 SI效应.笔者认为当退火温度达到550℃时,α-Fe(Si)纳米晶相和非晶相存在着较强的磁交换耦合作用,局域的磁晶各向异性平均化,导致其磁导率提高,进而使SI效应得到改善.当退火温度为580℃时,α-Fe(Si)晶化峰更加“尖锐”,纳米晶相所占的体积分数进一步地增大,SI效应逐渐减弱.当退火温度在620℃以上时,晶化进一步加强并伴随有硬磁相 Fe2B和 Fe3B的出现,导致磁导率的急剧下降,应力阻抗效应极其微弱,SI值几乎接近于零.以上结果表明,退火过程中 Fe基合金薄带微结构的变化对纵向驱动 SI效应有明显的影响.2.2 不同温度退火 Fe基合金薄带的 SI效应图 3为 Fe基合金薄带在不同温度退火处理后的纵向驱动应力阻抗效应曲线.图 3中,(a),(b),(c),(d)分别代表 Fe基合金薄带在铸态及经500,550,580℃退火 1 h后在驱动频率为 2.375MHz时的纵向驱动应力阻抗效应曲线.图 3 Fe基合金薄带 SI曲线(a),(b),(c),(d)分别为铸态和经500,550,580℃退火 1 h样品的 SI曲线数据显示样品在铸态下应力阻抗比较小,随应力的增加单调递减.当退火温度为500℃时,由于样品开始有纳米晶粒析出,软磁性能得到改善,因而应力阻抗比随之有明显升高.当退火温度达到550℃时,非均质的纳米晶粒逐渐增多,并与样品内部的残余非晶相达到一定的比例,此时样品的综合软磁性能达到最佳,应力阻抗比也达到最大值650%.当外加应力逐渐增加时应力阻抗比呈单调递减,这是由于纵向驱动的磁化场与样品的易磁化方向一致.当外加张应力时,样品畴壁的移动和磁矩的转动受到阻碍,从而导致了有效磁导率的下降,进而导致了应力阻抗值的下降.当退火温度继续升高达到580℃时,样品中的α-Fe(Si)相纳米晶粒逐渐长大,同时纳米晶粒所占的比例进一步增大,导致了有效磁导率的下降,从而使得应力阻抗比下降.磁弹性材料的磁致伸缩系数对材料的SI效应有很大的影响,早期Twarowski等[12]在研究Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金在退火过程饱和磁致伸缩系数的变化时证实:非晶具有较大的正磁致伸缩系数,而α-Fe(Si)纳米晶具有负的磁致伸缩系数,当非晶相与纳米晶相达到一定的比例时,饱和磁致伸缩系数趋于零.由图 3可知,在纵向驱动模式下,非晶和纳米晶样品的 SI曲线都表现为随外应力的增加而单调下降,这是因为:具有正磁致伸缩系数的材料受到张应力时,由于磁化方向和张应力方向一致,其外加应力相当于一个等效的磁场,由于磁弹耦合作用,薄带内部的等效场发生改变,从而影响自发磁化,进而影响有效磁导率,最终导致非晶和纳米晶状态下纵向驱动 SI曲线随外应力的增加而单调降低.同时,比较非晶和纳米晶状态的 SI曲线,明显看到纳米晶时 SI曲线随应力下降的趋势比较快,在较小的应力范围内就达到饱和,这是由于对于正磁致伸缩系数材料而言,当样品受到张应力时,由于磁化方向和张应力方向一致,其外加应力相当于一个等效的磁场,由于非晶态样品的磁致伸缩系数比较大,当施加一个较大的张应力时可以等效为施加一个比较小的外磁场.因此,铸态 Fe基合金薄带的 SI曲线随应力的下降趋势比较缓慢.与此相反,纳米晶样品的磁致伸缩系数比较小,样品轴向施加一较小的应力时可以等效为施加了一个比较大的磁场,因而其 SI曲线随应力的下降趋势比较快,在较小的应力范围内就达到饱和,应力响应灵敏度较高. 图 4 最大应力阻抗比与退火温度的关系为了说明退火温度对 Fe基合金薄带 SI的影响,图 4显示 Fe基合金薄带样品在铸态和经400,500,550,580,620℃退火 1 h的最大应力阻抗比随退火温度的变化关系.开始时应力阻抗比随退火温度的升高而增大,当退火温度达到550℃时,应力阻抗比达到最大值,之后随着退火温度的升高应力阻抗比随之下降.上述结果表明:样品在退火过程中纳米晶的生长对材料纵向磁结构有很大的影响,同时材料的综合软磁性能与纵向驱动应力阻抗效应有密切的关系.2.3 Fe基合金薄带 SI效应与频率的关系图 5 Fe纳米晶薄带应力灵敏度随频率变化关系通常认为 SI效应与材料的磁导率、磁致伸缩系数以及磁趋肤深度有关,当磁弹性材料受到张应力作用时,材料发生相应的应变.由于磁弹耦合的作用,材料内部的等效磁场发生改变,从而影响自发磁化,导致了磁导率的改变,同时由于驱动频率的变化,进而影响趋肤深度δ=磁导率)的变化,最终影响到 SI效应的改变.图 5为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带在550℃退火纳米晶状态下应力响应灵敏度随频率的变化关系.应力响应灵敏度ξ由方程 (2)计算可得.开始时由于趋肤效应不明显,应力响应灵敏度随频率的增加而增加,在驱动频率f=2.375 MHz时应力响应灵敏度达到最大值ξ=120%/MPa,并随频率的进一步增大而快速降低.在频率f≤2.375 M Hz时,应力响应灵敏度随频率迅速增加,可能是由于 Fe基纳米晶薄带畴壁的移动和磁矩的转动,从而导致应力阻抗增加的幅度大于其应力各向异性的增加.相反,当驱动频率f≥2.375MHz时,由于趋肤效应抑制着畴壁的移动,SI效应主要由旋转磁化引起,应力阻抗的降低并伴随着应力各向异性的增加,从而导致灵敏度的快速下降.3 结论采用纵向驱动模式可以获得较横向驱动模式更为显著的 SI效应,这为研发高灵敏的应力传感器提供了一种新途径.退火温度可以明显地改善 Fe基合金薄带的 SI效应.经550℃退火 1 h的样品,在驱动频率为 2.375 MHz时,应力阻抗比和应力响应灵敏度分别达到最大值 650%和 120%/MPa,可能是由于退火过程中内应力的释放以及非晶和纳米晶达到一定比例后两者特殊的磁弹耦合作用所致.参考文献:[1]Shen L P,Uchiyama T,Mohri K,et al.Sensitive stress-impedance micro sensor using amorphous magmetostritive wire[J].IEEETransMagn,1997,33(5):3355-3357.[2]Mohri K,Uchiyama T,ShenL P,et al.Amorphouswire and CMOS IC-based sensitive micro-magnetic sensors(M I sensor and SI sensor)for intelligentmeasurements and controls[J].JMagnMagnMater,2002,249(1/2):351-356.[3]Kusumoto D,ShenL P,Naruse Y,et al.Detection of finger-tip blood vesselpulsation usingCoSiB thin amouphouswire CMOS-I C SI sensor[J].IEEE TransMagn,1999,35(5):4115-4117.[4]Hu Jifan,Qin Hongwei,Chen Juan,et al.Giant stress-impedance effect in Fe73.5CuNb3-xVxSi13.5B9amorphousribbons[J].JMagnMagnMater,2003,266(3):290-295.[5]LiDeren,Lu Zhichao,Zhou Shaoxiong.Giant stress-impedance effect in amorphous and thermally annealedFe73.5Cu1Nb3Si13.5B9ribbons[J].SensActuatorsA,2003,109(1/2):68-71. [6]LiD R,Lu Z C,Zhou S X.Magnetic anisotropy and stress-impedance effectin Joule heated Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9ribbons[J].J ApplPhys,2004,95(1):204-207.[7]杨介信,杨燮龙,陈国,等.一种新型的纵向驱动巨磁致阻抗效应[J].科学通报,1998,43(10):1051-1053.[8]Wang Z C,Gong F F,Yang X L,et al.Longitudinally driven giantmagnetoimpedance effect in stress-annealed Fe-based nanocrystalline ribbons[J].J Appl Phys,2000,87(9):4819-4821.[9]CullityB D.Element of X-ray diffraction[M].2nded.Reading,Mass:Addison-Wesley,1978:102.[10]PhanM H,Peng H X,W isnomM R,et al.Effectof annealingon the microstructure andmagnetic propertiesof Fe-based nanocompositematerials[J].Composites:PartA,2006,37(2):191-196. [11]BayriN,Atalay S.Giant stress-impedance effect inFe71Cr7Si9B13amorphouswires[J].Journal ofAlloys and Compounds,2004,381(1/2):245-249.[12]Twarowski K,KuimiiiskiM,Siawska-Waniewsha A,et al.Magnetostriction and its temperature dependence in FeCuNbSiB nanocrystalline alloy[J].J MagnMagnMater,1995,150(1/2):85-92.。

电流退火对铁基非晶合金Fe_78_Si_9B_13_薄带巨应力阻抗效应的影响

收稿日期:2002-02-25作者简介:高振(1974-),男(汉),山东日照人,硕士研究生,从事非晶压力侧注工艺及材料物理特性研究工作。

电流退火对铁基非晶合金Fe 78Si 9B 13薄带巨应力阻抗效应的影响高振,李德仁,张峻峰,刘辉,韩伟,卢志超,周少雄(钢铁研究总院国家非晶微晶合金工程技术研究中心,北京100081)摘要:研究了电流退火工艺对非晶Fe 78Si 9B 13薄带巨应力阻抗效应的影响。

实验结果表明,在外加应力下对非晶合金进行电流退火,巨应力阻抗效应显著提高,并且$Z /Z 最大值随退火电流密度的增加先增加然后减小。

Fe 78Si 9B 13合金在40MPa 预应力下,经34A/mm 2电流退火后,阻抗的最大相对变化率达到180%。

认为上述阻抗变化与电流退火过程中应力感生各向异性有关。

关键词:铁基非晶合金;巨应力阻抗;电流退火中图分类号:TF125.8 文献标识码:A 文章编号:1006-6543(2002)04-0028-04GI ANT STRESS -I MPE DANCE EFFEC T OF JOULE HE ATI NGI N AMORPHOUS Fe 78Si 9B 13RIB BONSGAO Zhen,LI De -ren,ZHANG Jun -feng,LIU Hui,HAN Wei,LU Zh -i chao,ZHOU Shao -xiong(National Amorphous and Nanocrystalline Alloy Engineering Research Cen ter,Central Iron and Steel Research Insti tute,Beijing 100081,China)Abstract:The giant stress -impedance (GSI)effect of Joule heating in a morphous Fe 78-Si 9B 13ribbons have been investigated.The results show that the GSI effect changes drast-i cally with annealing techniques and the ma ximum stress -impedance ratio of 180%can be obtained after Joule heating under optimal conditions.The stress -impedance varies with annealing current and the stress longitudinally applied during annealing due to inducedtransverse magnetic anisotropy.The maximum change of stress -impedance exists in the sample annealed by Joule heating under applied stress of 40MPa.Key words:ferrous amorphous alloy;giant stress -impedance;Joule heating 巨应力阻抗(GSI)效应是继巨磁阻抗(GMI)效应之后发现的又一非常具有研究价值和实用价值的特殊物理效应,即在外部应力作用下,其交流阻抗发生灵敏的变化。

加磁场退火对铁基薄膜巨磁阻抗效应的影响

The Influence of Field Annealing on Giant Magneto -impedance Effect in the Field of Fe -based Films 作者：邵先亦;陈卫平
作者机构：台州学院物理与电子工程学院,浙江临海317000
出版物刊名：台州学院学报
页码： 39-42页
主题词：巨磁阻抗效应;磁场退火;感生各向异性
摘要：用射频溅射法制备了（Fe88Zr7B5）0.97Cu0.03软磁合金薄膜，研究了不同磁场退火方式对（Fe88Zr7B5）0.97Cu0.03薄膜软磁性能和巨磁阻抗（GMI）效应的影响。

结果表明，纵向和横向磁场退火方式都能有效地提高薄膜样品的巨磁阻抗效应，在13MHz频率下纵向最大GMI比分别为18％和17％；纵向磁场退火能有效消除薄膜样品的磁各向异性，优化薄膜样品的软磁性能；横向磁场退火则能有效感应横向磁各向异性并提高巨磁阻抗效应的磁场响应灵
敏度。

退火工艺对FeSiB非晶带材脆性的影响

退火工艺对FeSiB非晶带材脆性的影响
朱正吼;宋晖
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2004()12
【摘要】研究了热处理工艺对FeSiB非晶带材韧性的影响情况,结果表明,当退火温度为300℃时,FeSiB非晶带材开始慢慢晶化,当温度上升到500℃时,带材内部结构已由非晶态完全转变成晶态。

退火温度对非晶带材的脆化起决定作用,退火温度越高,带材脆化程度越大,250℃是带材脆化的临界温度。

当保温时间低于临界脆化时间时,带材脆化程度随时间逐渐上升。

保温时间达到临界脆化时间时,带材脆化程度趋于稳定。

【总页数】3页(P36-37)
【关键词】非晶;热处理;脆性
【作者】朱正吼;宋晖
【作者单位】南昌大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM274
【相关文献】
1.退火工艺对FeCuNbSiB非晶带材压磁效应的影响 [J], 夏小鸽;朱正吼;马广斌
2.放热还原气氛对FeSiB非晶带材表面质量和磁性能的影响 [J], 任翠霞;李晓雨;王静
3.外磁场与带轴夹角对非晶FeSiB/Cu/FeSiB三明治薄带巨磁阻抗特性的影响 [J], 邵先亦;徐爱娇;王天乐
4.退火工艺对FeSiB非晶薄带压应力阻抗效应的影响 [J], 蒋达国;余晓光;朱正吼
5.退火工艺对FeSiB非晶薄带的模量和膨胀系数的影响 [J], 杨建平;黄强;蒋达国因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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文献标识码：Ａ
文章编号：０４２４２０）１０３ — ３１０ — ４Ｘ（０８０ — ０３０
ＩｆｅｃｆｍｍＩｎｏｄｔｎＯｈｔ￣ｉ１ｎｕｎｅｏｌｌｇｅｒｉｏｎｔｅａｒｉｉ￣玎ｐ
ｅｏＦ－ａｅｍｏｐｏｓａｌｙｒｂｎｅｂｓｄａｒｈｕｌｂｏｓｆ－ｏｉ
退火条件对铁基非晶薄带压应力阻抗效应的影响
蒋达国，厚德，李朱正吼
（．冈山大学数理学院，西吉安３３０；．冈山大学信息科学与传媒学院，西吉安３３０；．昌大学材料１井江４０９２井江４６０３南
阻抗效应。果表明：结随着频率的升高和压应力的增大，晶薄带的应力阻抗效应增强；非与淬态非晶薄带相比，退火可以改
变非晶薄带的应力阻抗效应，经３０ｏｘ０２ｈ退火的非晶薄带的应力阻抗效应最强，测试频率为９ｚＣ０ＭＨ，测试压应力为
ｓｒｓｍｐｄｎｅｅｆｃｐｅｒｄｓｒｎｔｅｉｇｗｔｅｆｑｅｃｎｔｅｓｅｓｉｃｅｓｎ；ｔｅｓｒｓｍｐｄｎｅｅｅｔｔｓｉｅａｃｆｔａｐａｅｔｇｈｎｎｉｔｒｕｎｙａｄｈｔｓｎｒａｉｇｈｔｓｉｅａｃｆｃｅｅｅｈｈｅｒｅ
１５ＭＩ时．态非品薄带的应力阻抗效应为１２．３０ｏｘ．）０ａ淬．％经０２ｈ退火的非晶薄带的应力阻抗效应达２７４Ｃ．％。０
关键词：晶；力；非应阻抗；退火
中图分类号：Ｉｕｄ２ＺＩａｇｏ．ＬＨｏ — ｅ，ＨＵＺｅｇｈｕｈｎ－ｏ
（．ｏｌｇｆＭａｈｍａｉｓａｄＰｙｉｓＪｎｇｎｓａｎｖｒｉＪａ４０９，ｈｎ；２ＣｏｌｇｆｎｏｍａｉｎＳｉｎｅａｄＭｅｉ１Ｃｌｅｏｅｔｅｔｎｈｓ，ｉｇａｇｈｎｕｉｅｓｔｉｎ３３０Ｃｉａ．ｌｅｏＩｆｒｔｃｅｃｎｄａ，ｃｃｙ，ｅｏＪｎｇｎｓａｉｅｓｙｊ３３０Ｃｉａ．ｌｇｆｔｒｌｃ．Ｅｇ，ｎｈｎｎｖｒｉ，ｎｈｎ３０１ＣｉａｉｇａｇｈｎＵｎｖｒｉ，ｉ４６０，ｈｎ；３ＣｏｌｅｏＭａｅａｉｔｎａｅｉＳ＆ｎ．ＮａｃａｇＵｉｅｔＮａｃａｇ３０３，ｈｎ）ｓｙ
科学与工程学院，西南昌３０３）江３０１
摘
要：用单辊法制备宽３ｍ、２ｍ的ｆＣｂｉＢ非晶薄带，用４９Ａ型阻抗分析仪测试非晶薄带的应力．ｍ厚５２ ’ ｕＮ３。９ｅＳ利２４
ｃａｇｄａｔｒａｎａｉｇ，ａｄｔｅｓｒｓｍｐｄｎｅｅｅｔｗａｈｉｇｓａｔｒ３０ＣｘｈａｎａｉｇＡｔ９ｈｎｅｆｎｅｌｅｎｎｈｔｓｉｅａｃｆｃｓｔｅｂｇｅｔｆｅ０￣２ｎｅｎ．０ＭＨｚａｄ１５ａｅｌｎ．ＭＰ，０ｔｅｓｒｓｍｐｄｎｅｅｅｔｏ０￣２ｎｅｌｄｓｒｓｃｕｄｒａｈ２０％，ｕｎｙ１４％ｆｒｑｅｃｉｇｓａｅｓｒｓｈｔｓｉｅａｃｆｃｆ３０Ｃｘｈａｎａｅｔｐｏｌｅｃ．７ｂｔｌ．２ｅｉｏｏｕｎｈｎｔｔｔｐ．ｉ
／］ｒｏ：ｎｔｉｐｐｒｅｊｌ３ｉ５９ａｒｈｕｌｙｓｒｔ５ｍｈｃｎｓｎ．ｍｍｉｔｓｍａｕａｔｒｄｂｋａｔＩｈｓａｅ，Ｆ￣ＣｕＮｂＳｌＢｍｏｐｏｓａｌｔｐｗｉ２￣Ｉ３ｏｉｈｔｉｋｅｓａｄ３２ｗｄｈｗａｎｆｃｕｅｙｓｎｌ－ｏｌｒｍｅｈｄＴｅｓｒｓｍｐｄｎｅｅｅｔｗａｎｅｔａｅｙ４９Ａｉｅａｃｎｌｚｒｈｅｒｓｌｈｗｅｈｔｔｅｉｇｅｒｌｔｏ．ｈｔｓｉｅａｃｆｃｇｉｖｓｇｔｄｂ２４ｍｐｄｎｅａａｙｅ．Ｔｅｕｔｓｏｄｔａｈｅｅｉｓ
维普资讯
第３１卷第１期
２００８年１月
兵器材料科学与工程
０ＲＤＮＡＮＣＥＭＡＴＥＡＬＣＩＲＩＳＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏ－ｌＮ．ｌｏ１３
Ｊｎａ一２Ｈ８０Ｄ