Lc共振巨磁阻抗效應複合絲及其製備方法
2023-05-03 19:34:16
專利名稱：Lc共振巨磁阻抗效應複合絲及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種LC共振巨磁阻抗效應複合絲及其製備方法，屬 .於磁敏傳感器和信息功能材料及其製備的技術領域。
背景技術：
巨磁阻抗效應(GMI)是指某些軟磁材料在外加磁場中，其磁導 率發生很大變化，引起其交流阻抗隨之發生很大變化的特性。由於其 靈敏度高、體積小、響應快及非接觸式等優點，GMI材料在高靈敏度 磁傳感器、磁記錄讀頭、磁編媽器、汽車自動導向等領域引起重視， 將發揮很大的作用。GMI器件正在朝小型化和集成化的方向發展。
利用LC共振原理可提高磁敏元件的性能。
背景技術：
所採用的措 施是在磁敏元件的兩端外接電容，使與磁敏元件聯用的測量系統在共 振條件下工作，GMI效應顯著提高。但它們的靈敏度、抗幹擾、重複 性、小型化等還存在問題，使得該項技術難以應用於產品。
發明內容
本發明的目的是提出一種LC共振巨磁阻抗效應複合絲，其特徵 在於，由金屬絲1、隔離層2、軟磁層3和端頭4組成，隔離層2是 絕緣電介質，隔離層2以使金屬絲1的端頭4暴露在外的方式依附在 金屬絲1的表面，軟磁層3依附在隔離層2的表面，端頭4和軟磁層 3另一端分別為該複合絲的兩個引出端，金屬絲1的直徑和長度分別 為60 210pm和4 12cm，隔離層2的厚度為0.2~5pm，軟磁層3的厚 度為2 12pm。該複合絲工作時處於LC共振狀態。
所述的複合絲的進一歩特徵在於，金屬絲1為鈹銅絲、銀絲或銅 絲，隔離層2為合成樹脂漆、濺射Si02膜、或電鍍電鍍鋁，經氧化 處理後的氧化鋁，軟磁層3為CoP或NiCoP。
本發明的另一個目的是推出一種製備該複合絲的方法。為達到
上述目的，本發明採用以下技術方案在除了端頭4外的金屬絲1的 表面上塗敷隔離層2，再在隔離層2的表面上用化學鍍鍍軟磁層3， 得成品。
現結合附圖詳細說明本發明的技術方案。 一種LC共振巨磁阻抗
效應複合絲的製備方法，其特徵在於，具體操作步驟
第一步塗敷隔離層2
以端頭4暴露在外的方式，在金屬絲1的表面塗敷合成樹脂漆、 濺射Si02膜、或電鍍電鍍鋁，經氧化處理後的氧化鋁，作為隔離層2， 得帶隔離層2'的金屬絲1，金屬絲1的直徑和長度分別為60~210|am 和4~12cm，隔離層2的厚度為0.2~5nm;
第二步對第一步製得的帶隔離層2的金屬絲1進行鍍前處理
除油帶隔離層2的金屬絲1在除油鹼液中浸泡除油，浸泡溫 度介於65~ 75'C ，
浸蝕帶隔離層2的金屬絲1在稀鹽酸中浸蝕1 2分鐘，稀鹽 酸的濃度為15 20%，
偶聯帶隔離層2的金屬絲1在矽垸偶聯劑的乙醇溶液中浸泡
1~5小時，
敏化帶隔離層2的金屬絲1在敏化液中敏化1 2分鐘，敏 化液為10~50g/l的SnCl2+30~100ml/l的鹽酸，鹽酸的濃度為37%，
活化帶隔離層2的金屬絲1在活化液中活化1 2分鐘，活 化液為0.01~0.08g/l的PbCl2+30~100ml/l的鹽酸，鹽酸的濃度為37%，
在本步驟中，上道工序與下道工序之間用去離子水淋洗；
第三步化學鍍軟磁層3
把第二步製得的帶隔離層2金屬絲1在鍍浴中化學鍍軟磁層3， 軟磁層3為CoP，化學鍍溫度在85~95°C， pH值為8 12，鍍層厚度 為2~12nm，鍍浴的配方為
CoS04-7H20 0.0卜0.1mo1/1，
NaH2P02'H20 0.2~0.5mol/l，
(NH4)2 S04 0.15~0.50mol/l，
Na3C6H507.2H20 O.05~0.3mol/1 ， Na2C4H406-2H20 0.05~0.4mol/l ，
餘量為水。
本發明的技術方案的進一步特徵在於，所述的金屬絲1為鈹銅 絲、銀絲或銅絲。
本發明的技術方案的進一步特徵在於， 第三步化學鍍軟磁層3
把第二步製得的帶隔離層2的金屬絲1在鍍浴中化學鍍軟磁層 3，軟磁層3為NiCoP，化學鍍溫度在85 95°C ， pH值為8 12，鍍層 厚度為2 12pm，鍍浴的配方為
NiS04'6H20 0.01~0.05mol/l，
CoS04'7H20 0.01~0.0;mol/l，
NaH2P02-H20 0.02 0.7mol/l，
Na3C6H507.2H20O.05~0.5mol/1 ，
Na2C4H406'2H200.03~0.6mol/l ，
(NH4)2 S04 0.10~lmol/l，
餘量為水。
本發明的優點
1、 用化學法施鍍軟磁層，工藝簡單，成本低，產品性能穩定。
2、 用化學法可在絕緣膜上施鍍，製得軟磁層/隔離層/金屬絲結 構的複合絲。
3、 一定頻率的驅動電流流過所述的複合絲時，由金屬芯和軟磁 層形成的LC迴路產生共振，在這種情況下，如外加一弱磁場，共振 頻率略有變化，產生很大的巨磁阻抗效應，靈敏度高。
4、 通過改變所述的複合絲的長度、鍍層厚度、隔離層介質種類 或隔離層的厚度可改變所述的複合絲的共振頻率，以適應不同的應用 場合。由於所述的複合絲工作在共振區，可通過控制巨磁阻抗效應的 頻率範圍，增.加了其抗幹擾能力。
5、 用本發明的方法可把所述的複合絲的體積做得較小，不需外
加電容，能適應小型化、集成化的技術要求。
圖1是LC共振巨磁阻抗複合絲的結構示意圖。其中，l為金屬 絲，2為隔離層，3為軟磁層，4為端頭。
具體實施例方式
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 例按上述的製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。
實施例1:
第一步中，金屬絲1為鈹銅絲，直徑為90pm，長度為4cm，隔 離層2為聚酯漆，厚度為5tim;第三步中，軟磁層3為CoP，鍍層厚 度為6nm，長度為3cm。
當外加磁場為0~60奧斯特和驅動電流頻率為78MHz時，阻抗 效應幅值為380%，靈敏度為28.7%/奧斯特。
實施例2:
第一步中，金屬絲1為鈹銅絲，直徑為110nm，長度為8cm，隔 離層2為聚酯漆，厚度為5pm;第三步中，軟磁層3為CoP，鍍層厚 度為9nm，長度為7cm。
當外加磁場為0~60奧斯特和驅動電流頻率為47MHz時，阻抗 效應幅值為951%，靈敏度為88.7%/奧斯特。
實施例3:
第一步中，金屬絲1為鈹銅絲，直徑為210pm，長度為12cm， 隔離層2為聚酯漆，厚度為5pm;第三步中，軟磁層3為NiCoP，鍍 .層厚度為12pm，長度為llcm。
當外加磁場為0~60奧斯特，驅動電流頻率為29MHz時'，阻抗 效應幅值為402%,靈敏度為50.2%/奧斯特。
實施例4.:
8
第一步中，金屬絲1為銀絲，直徑為60pm,長度為6cm，隔離 層2為Si02，厚度為0.5pm;第三步中，軟磁層3為CoP，鍍層厚度 為2pm，長度為5cm。
當外加磁場為0~60奧斯特和驅動電流頻率為18MHz時，阻抗 效應幅值為1240%，靈敏度為101.5%/奧斯特。
實施例5:
第一步中，金屬絲1為銅絲，直徑為110pm，長度為8cm，隔離 層2為AhO.,,厚度為2mhi;第三步中，軟磁層3為NiCoP,鍍層厚 度為9pm，長度為7cm。
當外加磁場為0~60奧斯特，驅動電流頻率為21MHz時，阻抗 效應幅值為687%，靈敏度為78.6%/奧斯特。
權利要求
1、一種LC共振巨磁阻抗效應複合絲，其特徵在於，由金屬絲(1)、隔離層(2)、軟磁層(3)和端頭(4)組成，隔離層(2)是絕緣電介質，隔離層(2)以使金屬絲(1)的端頭(4)暴露在外的方式依附在金屬絲(1)的表面，軟磁層(3)依附在隔離層(2)的表面，端頭(4)和軟磁層(3)另一端分別為該複合絲的兩個引出端，金屬絲(1)的直徑和長度分別為60～210μm和4～12cm，隔離層(2)的厚度為0.2～5μm，軟磁層(3)的厚度為2～12μm。
2、 權利要求1所述的LC共振巨磁阻抗效應複合絲，其特徵在於， 金屬絲(1)為鈹銅絲、銀絲或銅絲，隔離層(2)為合成樹脂漆、濺 射Si02膜、或電鍍電鍍鋁，經氧化處理後的氧化鋁，軟磁層(3)為 CoP或NiCoP。
3、 一種LC共振巨磁阻抗效應複合絲的製備方法，其特徵在於， 具體操作步驟-第一步塗敷隔離層(2)以端頭(4)暴露在外的方式，在金屬絲(1)的表面塗敷合成 樹脂漆、濺射Si02膜、或電鍍電鍍鋁，經氧化處理後的氧化.鋁，作 為隔離層(2)，得帶隔離層(2)的金屬絲(1)，金屬絲(1)的直徑 和長度分別為60~210pm和4~12cm，隔離層(2)的厚度為0.2~5pm;第二步對第一步製得的帶隔離層(2)的金屬絲(1)進行鍍前處理除油帶隔離層(2)的金屬絲(1)在除油鹼液中浸泡除油， 浸泡溫度介於65~ 75°C ，浸蝕帶隔離層(2)的金屬絲(1)在稀鹽酸中浸蝕1 2分鐘， 稀鹽酸的濃度為15 20%，偶聯帶隔離層(2)的金屬絲(1)在矽垸偶聯劑的乙醇溶液 中浸泡1~5小時，敏化帶隔離層(2)的金屬絲(1)在敏化液中敏化1 2分鐘，敏化液為10~50g/l的SnCl2+30 100ml/l的鹽酸，鹽酸的濃度為 37%， 活化帶隔離層(2)的金屬絲(1)在活化液中活化1 2分 鍾，活化液為0.01~0.08g/l的PbCl2+30~100ml/l的鹽酸，鹽酸的濃度 為37%,在本步驟中，上道工序與下道工序之間用去離子水淋洗； 第三步化學鍍軟磁層(3)把第二步製得的帶隔離層(2)的金屬絲(1)在鍍浴中化學鍍 軟磁層(3)，軟磁層(3)為CoP，化學鍍溫度在85~95°C， pH值為 8~12，鍍層厚度為2 12pm，鍍浴的配方為 . CoS04-7H20 0.01~0.1mol/l， NaH2P02.H20 0.2~0.5mol/l， (NH4)2 S04 0.15-0.50mol/l，Na3C6H507'2H20 0.05~0.3mol/l ， Na2C4H406.2H20 0.05~0:4mol/l ， 餘量為水。
4、 根據權利要求3所述的LC共振巨磁阻抗效應複合絲的製備 方法，其特徵在於，所述的金屬絲(1)為鈹銅絲、銀絲或銅絲。
5、 一種權利要求1所述的LC共振巨磁阻抗效應複合絲的製備 方法，其特徵在於，具體操作步驟-第一步塗敷隔離層(2)以端頭(4)暴露在外的方式，在金屬絲(1)的表面塗敷合成 樹脂漆、濺射Si02膜、或電鍍電鍍鋁，經氧化處理後的氧化鋁，作 為隔離層(2)，得帶隔離層(2)的金屬絲(1)，金屬絲(1)的直徑 和長度分別為60~210pm和4~12cm，隔離層(2)的厚度為0.2~5nm; 第二步對第一步製得的帶隔離層(2)的金屬絲(1)進行鍍前處理除油帶隔離層(2)的金屬絲(1)在除油鹼液中浸泡除油，浸 泡溫度介於65~ 75°C， '浸蝕帶隔離層(2)的金屬絲1在稀鹽酸中浸蝕1 2分鐘，稀 鹽酸的濃度為.15 20%, 偶聯帶隔離層(2)的金屬絲(1)在矽烷偶聯劑的乙醇溶液中 浸泡1~5小時，敏化帶隔離層(2)的金屬絲(1)在敏化液中敏化1 2分鐘，敏化液為10~50g/l的SnCl2+30~100ml/I的鹽酸，鹽酸的濃度為37%， 活化帶隔離層(2)的金屬絲(1)在活化液中活化1 2分鐘， 活化液為0.01~0.08g/l的PbCl2+30~100ml/l的鹽酸，鹽酸的濃度為 37%，在本步驟中，上道工序與下道工序之間用去離子水淋洗；第三步化學鍍軟磁層(3)把第二步製得的帶隔離層(2)的金屬絲(1)在鍍浴中化學鍍軟 磁層(3)，軟磁層(3)為NiCoP，化學鍍溫度在85~95°C ， pH值為 8~12，鍍層厚度為2 12pm，鍍浴的配方為NiS04'6H20 0.01~0.05mol/l，CoS04.7H20 0.01~0.05mol/l，NaH2P02-H20 0.02~0.7mol/l,Na3C6H507.2H200.05~0.5mol/l ，Na2C4H406-2H200.03~0.6mol/l ，(NH4)2 S04 0.10~lmol/l，餘量為水。 ' 6、根據權利要求5所述的LC共振巨磁阻抗效應複合絲的製備 方法，其特徵在於，所述的金屬絲(1)為鈹銅絲、銀絲或銅絲。
全文摘要
一種LC共振巨磁阻抗效應複合絲及其製備方法，屬於磁敏傳感器和信息功能材料及其製備的技術領域。該複合絲由金屬絲(1)、隔離層(2)、軟磁層(3)和端頭(4)組成，隔離層(2)是絕緣電介質，隔離層(2)以使金屬絲(1)的端頭(4)暴露在外的方式依附在金屬絲(1)的表面，軟磁層(3)依附在隔離層(2)的表面，端頭(4)和軟磁層(3)分別為該複合絲的兩個引出端，製備時，在除了端頭(4)外的金屬絲(1)的表面上塗敷隔離層(2)，再在隔離層(2)的表面上用化學法鍍一層軟磁層(3)，得成品LC共振巨磁阻抗效應複合絲。該複合絲有製備工藝簡單，成本低，具有較高的巨磁阻抗效應值，抗幹擾性好，幾何尺寸小，應用在器件上方便可靠等優點。
文檔編號G01R33/09GK101105944SQ20071004154
公開日2008年1月16日 申請日期2007年6月1日 優先權日2007年6月1日
發明者楊燮龍, 潘海林, 程金科, 袁望治, 趙振傑, 阮建中 申請人:華東師範大學