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Co基金属纤维不对称巨磁阻抗效应

张树玲 陈炜晔 张勇

Co基金属纤维不对称巨磁阻抗效应

张树玲, 陈炜晔, 张勇
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  • 以直径32 μm的熔体抽拉Co基非晶金属纤维为研究对象, 分析了该纤维不同激励条件下的巨磁阻抗(giant magneto impedance, GMI)效应. 实验结果表明: 这类纤维的GMI效应具有不对称性特点, 即 AGMI (asymmetric GMI)效应. 同时, 发现AGMI效应随激励条件不同而变化, 随交流频率或者激励幅值升高而逐渐增强; 当存在一定偏置电压时, AGMI效应大幅增强. 通过研究纤维的磁化过程, 分析了Co基金属纤维的AGMI效应. 由于Co基熔体抽拉纤维具有螺旋各向异性以及磁滞的存在使得GMI效应具有不对称性, 频率升高或者激励电流幅值增加有利于壳层畴环向磁化, AGMI增强. 当在纤维两端施加偏置电压时, 偏置电流诱发环向磁场增强了环向磁化, AGMI效应提高; 偏置电压较低时磁场响应灵敏度提高, 同时磁化翻转向高场移动, 阻抗线性变化对应的直流磁场区间增大. 这一方面拓宽了GMI传感器工作区间及灵敏度, 另一方面不利于获得更大的磁场响应灵敏度. 10 MHz (5 mA)激励时, 施加1 V强度的偏置电压后, 对应的磁场灵敏度从616 V/T 提高至5687 V/T; 偏置电压为2 V时, 灵敏度降低到4525 V/T. 因此, 可以通过适当提高环向磁场的方法获得大的磁场响应灵敏度及阻抗变化线性区域.
    • 基金项目: 山西省自然科学基金(批准号:2014021018-4)、新金属材料国家重点实验室开放课题(批准号:2013-Z06)、宁夏大学科学研究基金(批准号:ZR1411)和宁夏大学博士科研启动基金(批准号:BQD2014019)资助的课题.
    [1]

    Mohri K, Kohzawa T, Kawashima K, Yoshida H, Panina L V 1992 IEEE Trans. Magn. 28 3150

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    Taysioglu A A, Peksoz A, Derebasi N 2013 Sens. Lett. 11 119

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    Dufay B, Saez S, Dolabdjian C, Yelon A, Menard D 2012 J. Magn. Magn. Mater. 324 2091

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-01
  • 修回日期:  2015-04-16
  • 刊出日期:  2015-08-05

Co基金属纤维不对称巨磁阻抗效应

  • 1. 宁夏大学机械工程学院, 银川 750021;
  • 2. 太原科技大学材料科学与工程学院, 太原 030024;
  • 3. 北方民族大学材料科学与工程学院, 银川 750021;
  • 4. 北京科技大学, 新金属材料国家重点实验, 北京 100083
    基金项目: 

    山西省自然科学基金(批准号:2014021018-4)、新金属材料国家重点实验室开放课题(批准号:2013-Z06)、宁夏大学科学研究基金(批准号:ZR1411)和宁夏大学博士科研启动基金(批准号:BQD2014019)资助的课题.

摘要: 以直径32 μm的熔体抽拉Co基非晶金属纤维为研究对象, 分析了该纤维不同激励条件下的巨磁阻抗(giant magneto impedance, GMI)效应. 实验结果表明: 这类纤维的GMI效应具有不对称性特点, 即 AGMI (asymmetric GMI)效应. 同时, 发现AGMI效应随激励条件不同而变化, 随交流频率或者激励幅值升高而逐渐增强; 当存在一定偏置电压时, AGMI效应大幅增强. 通过研究纤维的磁化过程, 分析了Co基金属纤维的AGMI效应. 由于Co基熔体抽拉纤维具有螺旋各向异性以及磁滞的存在使得GMI效应具有不对称性, 频率升高或者激励电流幅值增加有利于壳层畴环向磁化, AGMI增强. 当在纤维两端施加偏置电压时, 偏置电流诱发环向磁场增强了环向磁化, AGMI效应提高; 偏置电压较低时磁场响应灵敏度提高, 同时磁化翻转向高场移动, 阻抗线性变化对应的直流磁场区间增大. 这一方面拓宽了GMI传感器工作区间及灵敏度, 另一方面不利于获得更大的磁场响应灵敏度. 10 MHz (5 mA)激励时, 施加1 V强度的偏置电压后, 对应的磁场灵敏度从616 V/T 提高至5687 V/T; 偏置电压为2 V时, 灵敏度降低到4525 V/T. 因此, 可以通过适当提高环向磁场的方法获得大的磁场响应灵敏度及阻抗变化线性区域.

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