本发明专利技术涉及一种制备灵敏度高和线性区宽的磁敏材料方法。其要点是：将非晶材料在含氧和含水的气体中进行退火，气体中的氧气含量为5～60％，水蒸气的含量为相对湿度0～90％，退火温度为200～600℃，退火保持时间为10～600分钟。能获得同时具有灵敏度高和线性区宽两个优点的新型材料；用该材料制备的传感器探头的磁测量仪器，不仅灵敏度高和线性区宽，而且又能简化磁测量仪器的电路，便于微型化和提高磁测量设备的性能和可靠性，大大简化磁测量设备的制作工艺，从而可以大大降低磁测量设备的制造成本；相比传统退火方法，无需保护气体和密封腔体，在显著降低退火工艺难度的同时，又大幅度降低了退火设备的制造成本，大大降低材料制备过程中的生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制备磁性材料的方法，特别是一种制备具有高灵敏度和宽线性区 的磁敏材料的方法，即。
技术介绍
灵敏度和线性区是磁敏材料的两项重要技术指标，许多应用场合都希望磁敏材 料同时具备灵敏度高和线性区宽两项优点，但是，采用已有制备技术制备的磁敏材料往往 不能两者兼顾，高灵敏度的材料往往线性响应区很窄，而线性响应区宽的却往往灵敏度很 低。非晶和纳米晶磁敏材料是当前的研究热点，人们通常采用在惰性气体保护下将非晶合 金材料进行退火的方法来提高磁敏材料的灵敏度，如!^CuNbSiB非晶合金在氮气保护下经 540°C保温1小时制得的纳米晶合金(FINEMET)的磁阻抗效应具有很高的灵敏度，但其线性 响应区间很窄。所以，现有的材料制备方法不能兼顾灵敏度高和线性区宽两个优点，难以满 足当今科技发展迫切需要。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术的目的是提供一种能制备同时具备灵敏度高和线性区宽两 项优点的制备灵敏度高和线性区宽的磁敏材料方法。，包括非晶材料，其特征在于将非 晶材料在含氧和含水的气体中进行退火，气体中的氧气含量为5 60%，水蒸气的含量为 相对湿度0 90%，退火温度为200 600°C，退火保持时间为10 600分钟。本专利技术的目的是通过对非晶材料在含氧和含水气体中进行热处理实现的。在含氧 和含水气体中对非晶材料进行热处理时，较高的退火温度，使被退火非晶材料内结构发生 变化的同时，因气体中所包含的氧具有氧化作用，会使与其接触的材料表面起氧化反应，同 时气体中所含的水分子也会在样品表面不同组分间发生电解反应，进而加速被退火材料表 面的氧化。被退火材料在形成表面氧化层的同时，会使样品表面及表面下一定厚度内的合 金组分发生变化在退火过程中，样品表面由于存在氧气和水，活性较高的成分由于电解和 氧化反应形成氧化物而减少了样品表面层中被氧化合金组分的含量，被减少的合金组分会 由于热扩散作用，不断地从下表面层向表面层扩散，这种扩散过程，就导致了样品内部合金 组分的浓度梯度的产生。而合金组分与材料的磁结构有密切的关系，因此，退火过程中形成 的合金组分的浓度梯度，就导致了内部磁结构的梯度分布。这种呈梯度分布的内部磁结构， 就产生了同时具有高灵敏度和宽线性区的磁敏特性。采用本专利技术技术制备磁敏材料，可以获得使用传统方法无法获得的同时具有灵敏 度高和线性区宽两个优点的新型材料。使得采用本专利技术技术制备磁敏材料作为传感器探头 的磁测量仪器，在提高灵敏度和加宽线性区的同时，又简化了磁测量仪器的电路，便于微型 化和提高磁测量设备的性能和可靠性，大大简化磁测量设备的制作工艺，从而可以大大降 低磁测量设备的制造成本，而且，相比传统退火方法，由于采用本专利技术技术无需保护气体和3密封腔体，在显著降低退火工艺难度的同时，又大幅度降低了退火设备的制造成本，也大大 降低了材料制备过程中的生产成本。附图说明图1为实施例1的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图2为实施例2的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图3为实施例3的阻抗变化率随磁场变化的曲线。。图4为实施例4的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图5为实施例5的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图6为实施例6的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图7为实施例7的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图8为实施例8的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图9为实施例9的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图10为实施例10的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图11为比较实施例1的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图12为比较实施例2的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图13为比较实施例3的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图14为比较实施例4的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图15为比较实施例5的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图16为比较实施例6的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图17为比较实施例7的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图18为比较实施例8的阻抗变化率随磁场变化的曲线。图19为比较实施例9的阻抗变化率随磁场变化的曲线。具体实施方式以下结合实施例进行详述实施例1按如下方法制备本专利技术的具有宽线性区的高灵敏磁敏材料(1)母合金的选择母合金的组成按原子比包括76%原子比的i^e、7. 6%原子比的 Si,9. 5%原子比的B、5%原子比的P和1. 9%原子比的C。(2)利用包括以下子步骤的单辊快淬法制备出本专利技术的非晶合金丝。(a)将按上述原子比组成的母合金放入软化温度高于1400°C的石英玻璃管中。(b)在氩气保护下，用高频感应法加热母合金，直至熔化，并继续加热至过热。(c)通气加压使熔融合金从石英玻璃管底部喷嘴喷向高速旋转的冷却辊光滑表 面，使熔融合金液冷却成宽为0. 4mm,厚为33 μ m的非晶薄带。(3)在相对湿度为80%的空气中使样品在470°C温度保温1小时。图1为用上述方法制得的样品的纵向驱动巨磁阻抗效应曲线，测量时驱动电流的 幅值为10mA，频率为320KHz。测试结果，最大巨磁阻抗比为680%，线性相关系数达到0. 998的线性区间为5 930A/m，线性区间宽度为925A/m，灵敏度为51% /Oe0实施例2按如下方法制备本专利技术的具有宽线性区的高灵敏磁敏材料(1)同实施例1制成宽为0. 4_，厚为33 μ m的非晶薄带。(2)在相对湿度为80%的空气中使样品在470温度保温3小时。图2为用上述方法制得的样品的纵向驱动巨磁阻抗效应曲线，测量时驱动电流的 幅值为10mA，频率为^OKHz。测试结果，最大巨磁阻抗比为480%，相关系数达到0.998的线性区间为5 U95A/m，线性区间宽度为U90A/m，灵敏度为/Oe0实施例3按如下方法制备本专利技术的具有宽线性区的高灵敏磁敏材料(1)同实施例1制成宽为0. 4_，厚为33 μ m的非晶薄带。(2)在相对湿度为80%的空气中使样品在470温度保温5小时。图3为用上述方法制得的样品的纵向驱动巨磁阻抗效应曲线，测量时驱动电流的 幅值为10mA，频率为^OKHz。测试结果，最大巨磁阻抗比为340%，相关系数达到0. 998的第一线性区间为5 1405A/m，第一线性区间宽度为1400A/m，灵敏度为10% /Oe ；相关系数达到0. 998的第二线 性区间为1405 2015A/m，第二线性区间宽度为610A/m，灵敏度为16% /0e。实施例4按如下方法制备本专利技术的具有宽线性区的高灵敏磁敏材料(1)同实施例1制成宽为0. 4_，厚为33 μ m的非晶薄带。(2)在相对湿度为80%的空气中使样品在470温度保温8小时。图4为用上述方法制得的样品的纵向驱动巨磁阻抗效应曲线，测量时驱动电流的 幅值为10mA，频率为^OKHz。测试结果，最大巨磁阻抗比为200%，相关系数达到0. 998的第一线性区间为5 1775A/m，第一线性区间宽度为1770A/m，灵敏度为4% /Oe ；相关系数达到0. 998的第二线 性区间为1775 2435A/m，第二线性区间宽度为660A/m，灵敏度为10% /Oe0实施例5按如下方法制备本专利技术的具有宽线性区的高灵敏磁敏材料(1)同实施例1制成宽为0. 4mm，厚为33 μ m的非晶薄带。(2)在相对湿度为60%的空气10%和90%的氮气混合成气体中使样品在440°C温 度保温8小时。图5为用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备灵敏度高和线性区宽的磁敏材料方法，包括非晶材料，其特征在于：将非晶材料在含氧和含水的气体中进行退火，气体中的氧气含量为５～６０％，水蒸气的含量为相对湿度０～９０％，退火温度为２００～６００℃，退火保持时间为１０～６００分钟。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑金菊，马云，方允樟，吴锋民，李文忠，叶慧群，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：33
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