一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲及其制備方法，屬于磁敏感傳感 器和磁敏功能材料及其制備的技術領域。
【背景技術】
[0002] 巨磁阻抗效應是指磁性材料的交流阻抗隨著外加直流磁場的變化而發生顯著變 化的效應。由于巨磁阻抗（GMI)效應具有靈敏度高、反應快和穩定性好等特點，所以其在傳 感器技術和磁記錄技術中具有巨大的應用潛能，特別是研制靈敏度高、穩定性好、低功耗、 微型化的磁敏傳感器。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提出一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲及其制備方法，該方法 工藝簡單，成本低，產品靈敏度高。
[0004] 為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：
[0005] -種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲（或稱一種硬磁/軟磁雙相合金微絲），其特 征在于由軟磁合金微絲1、pyrex玻璃層2、黃金鍍膜層3、CoNi合金層4組成，軟磁合金微 絲1由Pyrex玻璃層2包裹，黃金鍍層3鍍在Pyrex玻璃層2上，在黃金鍍層3上電鍍CoNi 合金層4〇
[0006] 所述的軟磁合金微絲1為CoFeNiSiB軟磁合金，Pyrex玻璃層2為絕緣層，黃金鍍 層3采用磁控濺射法制備的薄膜，CoNi合金層4采用電鍍方法制備。
[0007] 所述軟磁合金微絲1的直徑為15-25μm。pyrex玻璃層2的厚度為2~5μm。黃 金鍍層（為導電層）3的厚度為200~300nm。CoNi合金層4的厚度為1~20μm。
[0008] -種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲的制備方法，其特征在于包括如下步驟：在 Pyrex玻璃層2包覆軟磁合金微絲1表面磁控濺射一層黃金鍍層（黃金層）3,再在黃金鍍 層3上用電鍍法電鍍CoNi合金層4,得到硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲（成品）。
[0009] 具體包括如下步驟：
[0010] 第一步，在Pyrex玻璃層2包覆軟磁合金微絲1表面磁控濺射一層黃金鍍層3 :采 用物理氣象沉積法，持續5~7分鐘，得到鍍層厚度約為200~300nm的黃金鍍層；
[0011] 第二步，在黃金鍍層3上電鍍（電化學鍍）CoNi合金層4 :
[0012] 鍍液溫度為35~50°C，pH值在3. 5~5. 6之間，鍍層厚度由電鍍時間控制，厚度 介于1~20μm，施鍍時間為1~30min;電鍍液配方為：
[0013] 硫酸 1?(NiSH· 6H20 > 100~150g/L, 鉍化設（^丨(：丨2， 6Η：0) 15~30g/L, 硼酸（H3B〇3) 35-55g/L, 硫f1'?鉆.（CoS().i. 7H20) 100-230g/L. k化鈷（CoCb·6H2O) 15-30g/L, 余量為水；
[0014] 電鍍電流密度為8~20mA/cm2。
[0015] 本發明的有益效果是：
[0016] 1)、用電鍍方法電鍍CoNi合金層（CoNi硬磁合金層），工藝簡單，成本低，產品性能 穩定。
[0017] 2)、一定頻率的驅動電流流過所述的復合絲時，由軟磁合金微絲和CoNi合金層之 間形成相互作用，在此情況下，如外加一弱磁場，共振頻率略有變化，產生較大的巨磁阻抗 效應，靈敏度高。
[0018] 3)、通過改變所述復合絲的長度、鍍層厚度、Pyrex玻璃層厚度等可改變復合絲的 共振頻率，以適應不同的應用場合。由于所述的復合絲工作在共振區，可通過控制巨磁阻抗 效應的頻率范圍，增加了其抗干擾能力。
[0019] 4)用本發明的方法可以把所述的復合絲的體積做的較小，不需要外加電容，能適 應小型化、集成化的技術要求。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發明硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲的結構示意圖。
[0021] 圖中，1為軟磁合金微絲，2為pyrex玻璃層，3為黃金鍍層，4為CoNi合金鍍層。
【具體實施方式】
[0022] 現結合附圖和實施例詳細說明本發明的技術方案。所有的實施例按上述的制備方 法的操作步驟操作。每個實施例僅羅列關鍵的技術數據。
[0023] 實施例1:
[0024] 如圖1所示，一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲的制備方法，包括如下步驟：
[0025] 第一步，軟磁合金微絲1為CoFeNiB，直徑15μm，長度50mm;Pyrex玻璃層2的厚 度為5μm;在Pyrex玻璃層2包覆軟磁合金微絲1表面磁控濺射一層黃金鍍層3:采用物理 氣象沉積法，持續5分鐘，得到鍍層厚度約為200nm的黃金鍍層；
[0026] 第二步，在黃金鍍層3上電鍍（電化學鍍）CoNi合金層4,得到硬磁/軟磁巨磁阻 抗效應復合絲（成品）；
[0027] 鍍液溫度為35~50°C，pH值在3. 5~5.6之間，鍍層厚度由電鍍時間控制（施鍍 時間為5min)，厚度為3μm;電鍍液配方為：
[0028] 硫酸議（NiS〇4· 6H20 ) !00- 150g/L, 以化說（NiCh_ 6H20) 15-30g/L, 硼酸（H3B〇3 ) 35-55g/L, 硫酸鈷（CoS04_ 7H20) 100-230g/L, 奴化坫（C〇a:· 6H20 ) 15~30g/L, 余量為水；
[0029] 電鍍電流密度為8~20mA/cm2。
[0030] 當外加磁場為0~500奧斯特和驅動電流頻率為2. 24GHz時，阻抗效應幅值為 283 %，靈敏度為0.57% /奧斯特。
[0031] 實施例2:
[0032] 如圖1所示，一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲的制備方法，包括如下步驟：
[0033] 第一步，軟磁合金微絲1為CoFeNiB，直徑25μm，長度50mm;Pyrex玻璃層2的厚 度為2μm;在Pyrex玻璃層2包覆軟磁合金微絲1表面磁控濺射一層黃金鍍層3:采用物理 氣象沉積法，持續5分鐘，得到鍍層厚度約為200nm的黃金鍍層；
[0034] 第二步，在黃金鍍層3上電鍍（電化學鍍）CoNi合金層4,得到硬磁/軟磁巨磁阻 抗效應復合絲（成品）；
[0035] 鍍液溫度為35~50°C，pH值在3. 5~5. 6之間，鍍層厚度由電鍍時間控制（施鍍 時間為l〇min)，厚度為5μm;電鍍液配方為：
[0036] 硫酸設（NiSO.;6H,0 ) 100~150g/L， U化說（NiCh. 6H20) 15~30g/L, 硼酸（H3B03 ) 35-55g/L, 硫酸鉆（(:、〇S(:).4 _ 7H20) 100-230g/L U化iVi(CoCh. 6H：0 ) 15-30g/L, 余重為水5
[0037] 電鍍電流密度為8~20mA/cm2。
[0038] 當外加磁場為0~500奧斯特和驅動電流頻率為1. 44GHz時，阻抗效應幅值為 360 %，靈敏度為0.72% /奧斯特。
[0039] 實施例3 :
[0040] 如圖1所示，一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲的制備方法，包括如下步驟：
[0041] 第一步，軟磁合金微絲1為CoFeNiB，直徑20μπι，長度50mm;Pyrex玻璃層2的厚 度為3μm;在Pyrex玻璃層2包覆軟磁合金微絲1表面磁控濺射一層黃金鍍層3:采用物理 氣象沉積法，持續5分鐘，得到鍍層厚度約為200nm的黃金鍍層；
[0042] 第二步，在黃金鍍層3上電鍍（電化學鍍）CoNi合金層4,得到硬磁/軟磁巨磁阻 抗效應復合絲（成品）；
[0043] 鍍液溫度為35~50°C，pH值在3. 5~5. 6之間，鍍層厚度由電鍍時間控制（施鍍 時間為l〇min)，厚度為5μm;電鍍液配方為：
[0044] 硫酸議（NiS〇4· 6H20 ) !00- 150 g/L , 以化說（NiCh_ 6H20) 15-30g/L , 硼酸（H3B〇3 ) 35-55g/L, 硫酸鈷（CoS04_ 7H20) 100-230g/L, 奴化坫（C〇a:· 6H20 ) 15~30 g/L , 余量為水；
[0045] 電鍍電流密度為8~20mA/cm2。
[0046]當外加磁場為0~500奧斯特和驅動電流頻率為1. 87GHz時，阻抗效應幅值為310%，靈敏度為0.62%/奧斯特。
【主權項】
1. 一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲，其特征在于由軟磁合金微絲（I)、pyrex玻璃 層（2)、黃金鍍膜層（3)、CoNi合金層（4)組成，軟磁合金微絲（1)由Pyrex玻璃層（2)包 裹，黃金鍍層⑶鍍在Pyrex玻璃層⑵上，在黃金鍍層（3)上電鍍CoNi合金層（4)。2. 根據權利要求1所述的一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲，其特征在于：所述的 軟磁合金微絲（1)為CoFeNiSiB軟磁合金，Pyrex玻璃層（2)為絕緣層，黃金鍍層（3)采用 磁控濺射法制備的薄膜，CoNi合金層（4)采用電鍍方法制備。3. 根據權利要求1所述的一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲，其特征在于：所述軟 磁合金微絲（1)的直徑為15-25 μ m。4. 根據權利要求1所述的一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲，其特征在于：pyreX玻 璃層⑵的厚度為2~5μπι。5. 根據權利要求1所述的一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲，其特征在于：黃金鍍 層⑶的厚度為200~300nm。6. 根據權利要求1所述的一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲，其特征在于：C〇Ni合 金層（4)的厚度為1~20 μ m。7. 如權利要求1所述的一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲的制備方法，其特征在 于包括如下步驟：在Pyrex玻璃層（2)包覆軟磁合金微絲（1)表面磁控濺射一層黃金鍍層 (3)，再在黃金鍍層（3)上用電鍍法電鍍CoNi合金層（4)，得到硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復 合絲。8. 根據權利要求7所述的一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲的制備方法，其特征在 于：具體包括如下步驟： 第一步，在Pyrex玻璃層（2)包覆軟磁合金微絲（1)表面磁控濺射一層黃金鍍層（3): 采用物理氣象沉積法，持續5~7分鐘，得到鍍層厚度約為200~300nm的黃金鍍層； 第二步，在黃金鍍層（3)上電鍍CoNi合金層（4): 鍍液溫度為35~50°C，pH值在3. 5~5. 6之間，鍍層厚度由電鍍時間控制，厚度介于 1~20 μ m，施鍍時間為1~30min ;電鍍液配方為： NiSO4 · 6H?0 100- 150 g/L , NiCI： · 6H20 15-30g/L , H^BOi 35-55 g/L , CoSO4 7H2〇 10(K230g/L , CoCl2 ' 6H20 15~30g/L , 余量為水； 電鍍電流密度為8~20mA/cm2。
【專利摘要】本發明涉及一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲及其制備方法，屬于磁敏感傳感器和磁敏功能材料及其制備的技術領域。一種硬磁/軟磁巨磁阻抗效應復合絲，其特征在于由軟磁合金微絲、pyrex玻璃層、黃金鍍膜層、CoNi合金層組成，軟磁合金微絲由Pyrex玻璃層包裹，黃金鍍層鍍在Pyrex玻璃層上，在黃金鍍層上電鍍CoNi合金層。該方法工藝簡單，成本低，產品靈敏度高。
【IPC分類】G01R33/09, G11B5/858
【公開號】CN105427871
【申請號】CN201610031838
【發明人】田斌, 李國平, 楊帆, 張成軍, 李瓊, 夏恒
【申請人】武漢工程大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2016年1月18日