一种Co基磁敏纤维材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种Co基磁敏纤维材料，由Co基磁敏母纤维材料经热拉拔、应力退火和轴向磁场退火制备得到，Co基磁敏母纤维材料的组成为Co

【技术实现步骤摘要】
一种Co基磁敏纤维材料及其应用


[0001]本专利技术属于磁敏纤维材料的加工制造领域，具体涉及一种Co基磁敏纤维材料及应用。

技术介绍

[0002]磁传感器在现代技术中发挥着至关重要的作用，它们被广泛用于各工程和工业部门，如高密度磁记录、导航、军事和安全、目标探测和跟踪、防盗系统、非破坏性测试、磁标记和标签、地磁测量、空间研究、航天器上的磁场测量和人体的生物磁性测量。较其他类型的磁传感器而言，GMI磁传感器因其小型化、灵敏度高等优势被广泛的运用于弱磁场探测领域。高磁导率Co基磁敏纤维材料则是此类磁传感器中不可替代的关键感知元件。
[0003]合金丝材为弱磁探测传感器中最精密的感知模块，合金丝材的一致性是影响传感器元件性能最重要的指标之一。目前国内制备合金丝材的方法主要有熔体抽拉法、玻璃包覆法及内圆水纺法。但无论用哪种制备方法，材料的一致性(不同位置的直径变化率)都会受到设备及工艺稳定性的限制。
[0004]现阶段主要是通过拉拔工艺对纤维材料表面进行重新加工，利用挤压和拉伸来提升纤维材料的一致性。授权公告号为CN 111633044 B的专利技术专利公开了一种镍钛形状记忆合金微丝表面加工工艺，通过对预处理后的镍钛形状记忆合金微丝进行多次冷拉拔工艺处理后再进行渗氮处理，获得高疲劳寿命的镍钛形状记忆合金微丝。这种方法主要适用于形状记忆类合金微丝，合金丝的形状由于高塑性不会被拉拔工艺影响。然而，对于低塑性纤维材料而言，由于拉拔后应力的分布不均匀，低塑性丝材的形状会变得极卷，这影响了磁敏纤维材料在传感器领域的批量化生产。
[0005]授权公告号为CN 105679486 B的专利技术专利公开了一种制备灵敏度高和线性区宽磁敏材料的新方法。该方法通过在应力作用和低于晶化温度的条件下对非晶材料进行热处理，同时在对非晶材料进行热处理过程中，给被处理材料施加小于断裂强度的纵向应力，从而制备得到了同时具备宽线性区和高灵敏度优点的磁敏材料。但采用应力退火会使丝材磁性能恶化，导致其不能满足目前磁传感器对优异磁性能材料的需求。
[0006]随着磁传感器的广泛应用，其对合金丝材的性能要求也将越来越高，如何克服现有技术存在的缺点，制备出具有良好一致性、高直度和优异性能的圆截面磁敏纤维材料是相关领域研究的重要课题。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种Co基磁敏纤维材料，该材料由对Co基磁敏母纤维材料进行热拉拔及复合热处理制备得到，具有一致性高、直度好、灵敏度高和磁导率变化率较高等优点，可满足目前磁传感器对优异磁性能材料的需求。
[0008]一种Co基磁敏纤维材料，由Co基磁敏母纤维材料经过热拉拔、应力退火和轴向磁场退火制备得到，所述Co基磁敏母纤维材料的组成为Co
a
Fe
b
Si
c
B
d
M
e
，其中a+b+c+d+e＝100，M
为Cr或Mo元素中的一种或两种，各元素的原子百分含量为65≤a≤70，4≤b≤6，10≤c≤14，6≤d≤12，2≤e≤6。
[0009]本专利技术采用应力退火配合磁场退火的方法对热拉拔后的合金丝进行复合热处理。所述的热拉拔后的合金丝形状极卷，采用应力退火对热拉拔后的合金丝进行矫直，在退火时施加氮气保护以防止丝材氧化。对经过应力退火矫直后的合金丝再采用轴向磁场进行磁场退火，以此来调整丝材的磁畴结构，提升其轴向磁导率，弥补应力退火造成的丝材磁性能恶化的缺点，从而改善丝材的磁性能。
[0010]本专利技术的Co基磁敏母纤维材料可采用申请号为202310095751.5所公开的方法制备得到，也可以通过市售在市场上获取。
[0011]所述的热拉拔前处理温度可根据材料成分定制，热拉拔前处理温度应不能造成Co基磁敏母纤维材料氧化。
[0012]优选地，所述的热拉拔前处理温度为150
‑
250℃。
[0013]优选地，所述的热拉拔在低于Co基磁敏母纤维材料的氧化温度下进行。
[0014]优选地，所述的Co基磁敏母纤维材料的直径为100
‑
140μm，所述的Co基磁敏母纤维材料的总压缩比不小于30％，但所述总压缩比不能造成Co基磁敏母纤维材料断裂。
[0015]在氮气保护下对热拉拔后的合金丝施加应力，所施加应力值的大小与合金丝的矫直度成正比，所施加的应力值应小于热拉拔后合金丝的断裂强度，所述的应力退火温度和时间应不能造成纤维材料的晶化和氧化，应力退火后得到直的合金纤维材料。
[0016]优选地，所述的应力退火条件为：在氮气保护下，在应力值为1400
‑
1680MPa，退火温度为350
‑
450℃条件下退火20
‑
40min，退火结束后立刻水淬。
[0017]优选地，所述的轴向磁场退火条件为：在氮气保护下，在轴向磁场强度为0.5
‑
1T条件下，将磁场炉升温至260℃以上，但不超过该Co基磁敏母纤维材料的居里温度，退火20
‑
40min。
[0018]所述的轴向磁场的强度不宜过低，为了满足工业上连续生产的需求，本专利技术控制磁场强度不超过1T。
[0019]优选地，所述的Co基磁敏纤维材料的GMI为≥1010％，灵敏度为≥101％/Oe，各向异性场为≤0.52Oe。
[0020]本专利技术还提供了所述的Co基磁敏纤维材料在磁传感器中的应用。本专利技术的Co基磁敏纤维材料具有优异的磁性能，在磁传感器中具有良好的应用前景。
[0021]相比于现有技术，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术制备方法简单，制备得到的Co基磁敏纤维材料一致性高，解决了现有的磁敏纤维材料直径均匀度低进而影响传感器一致性的问题。
[0023](2)本专利技术克服了非准直磁敏纤维材料不能满足批量化工业生产的缺点，制备得到的准直的Co基磁敏纤维材料可在工业领域规模化生产。
[0024](3)本专利技术采用应力退火和磁场退火相结合，克服了现有技术中仅采用应力退火导致丝材磁性能恶化的缺点，制备得到的Co基磁敏纤维材料具备灵敏度高和磁导率变化率较高等优点，可满足目前磁传感器对优异磁性能材料的需求。
附图说明
[0025]图1为实施例1中制备Co基磁敏纤维材料的热处理工艺示意图；
[0026]图2为实施例1和对比例1
‑
4中制备得到的Co基磁敏纤维材料的实物图；
[0027]图3为实施例1和对比例1
‑
4中制备得到的Co基磁敏纤维材料的磁滞回线图；
[0028]图4为实施例1和对比例1
‑
4中制备得到的Co基磁敏纤维材料的GMI曲线图；
[0029]图5为实施例1和对比例1
‑
4中制备得到的Co基磁敏纤维材料的磁导率变化趋势图。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Co基磁敏纤维材料，其特征在于，由Co基磁敏母纤维材料经热拉拔、应力退火和轴向磁场退火制备得到，所述Co基磁敏母纤维材料的组成为Co
a
Fe
b
Si
c
B
d
M
e
，其中a+b+c+d+e＝100，M为Cr或Mo元素中的一种或两种，各元素的原子百分含量为65≤a≤70，4≤b≤6，10≤c≤14，6≤d≤12，2≤e≤6。2.根据权利要求1所述的Co基磁敏纤维材料，其特征在于，所述的热拉拔前处理温度为150
‑
250℃。3.根据权利要求1所述的Co基磁敏纤维材料，其特征在于，所述的热拉拔在低于Co基磁敏母纤维材料的氧化温度下进行。4.根据权利要求1所述的Co基磁敏纤维材料，其特征在于，所述的Co基磁敏母纤维材料的直径为100
‑
140μm，所述的Co基磁敏母纤维材料的总压缩比...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎嘉威，牟春阳，贺爱娜，董亚强，满其奎，沈保根，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：