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超磁致伸縮材料可用于制作電-機(jī)械轉(zhuǎn)換元件 , 能將機(jī)械能變換為電能。有效地利用這一特征即可構(gòu)成高靈敏度傳感器。近年來傳感器和致動器日益向小型化發(fā)展 , 使用塊體材料在形狀選擇上受到一定限制 ,薄膜材料則適用于各種形狀的器件。超磁致伸縮合金膜用于傳感器時(shí) , 對于薄膜磁特性的掌握非常重要 , 其良好的磁特性有利于制得高靈敏度的傳感器。因此 , 研究了 Tb-Fe 二元系超磁致伸縮合金的成膜條件對薄膜磁特性的影響。
研究用的超磁致伸縮 Tb-Fe 合金薄膜是在 dc 磁控濺射裝置上制備的 , 所用靶材是在 Fe 靶上附加了鋱(Tb)片, 這可通過改變鋱片數(shù)量來調(diào)整超磁致伸縮薄膜的成分。濺射室預(yù)先抽成真空后充氬。基板采用玻璃基板。濺射功率 200W , 經(jīng)120min濺射可形成大約 1μm 厚的薄膜 , 測定了所制得薄膜的成分和磁化特性。
采用懸臂致動器測定薄膜應(yīng)變引起的彎曲度并換算為磁致伸縮。研究了成膜后的熱處理對薄膜性能的影響。
結(jié)果表明：
(1)在濺射成膜過程中充入室內(nèi)的氬氣分壓是決定薄膜磁化易軸的重要因素。所制得的含Tb40 %(原子)的Tb-Fe 薄膜能在低磁場下顯示大的磁致伸縮。
(2)成膜后的熱處理對于緩和薄膜內(nèi)應(yīng)力和減低矯頑力都有效 , 可使磁致伸縮顯著增大。此時(shí) , 熱處理溫度為 300 ℃時(shí)可得到 702 × 10-6?的磁致伸縮。
(3)這種濺射膜由于比磁導(dǎo)率小 , 制作傳感器還難以得到很高的靈敏度 , 認(rèn)為采取閉合磁路構(gòu)造和調(diào)整超磁致伸縮薄膜厚度來增大磁導(dǎo)率 , 是有可能制得高靈敏度力傳感器的。
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