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GH3030耐高温不锈钢管超磁致伸缩薄膜的研发

来源:无锡森淼特钢 发布时间: 2014/12/24 16:43:46 【返回上一步】
本页关键词:GH3030耐高温不锈钢管超磁致伸缩薄膜的研发

GH3030耐高温不锈钢管超磁致伸缩薄膜的研发

  GH3030耐高温不锈钢管用超磁致伸缩薄膜(Giant magnetostrictive film, GMF)开发的微传感执行器件具有体积小、性能稳定、可靠性高、驱动力大、高频响应快、灵敏度好等特点,易于实现相关器件的微型化、智能化和集成化,从而解决长期制约该领域发展的关键技术问题。因此,超磁致伸缩薄膜在微机械和微系统等工程领域应用中已成为重要的功能材料之一。
  到目前为止,在可用的磁致伸缩材料中,Fe-Ga合金由于具有较好的综合性能,如适中的单晶磁致伸缩常数(约400×10-6),不含稀土元素,价格低廉,韧性很好,可以承受拉应力和剪应力,因而具有较大的应用优势,适用于压应力或拉应力条件且能承受震动的场合。由于块体Fe-Ga合金材料本身的各向异性大,要获得大的磁致伸缩应变需要施加强的外加磁场,这对器件的小型化、集成化不利。而且,块体Fe-Ga合金相对Fe-Ga合金薄膜涡流损失较大,而纳米尺度的Fe-Ga合金薄膜涡流损失就可以忽略不计。因此,对Fe-Ga 超磁致伸缩薄膜的研究,尤其是在集成磁致伸缩装置的制造领域内,已日益受到人们的重视。
  迄今为止,Fe-Ga超磁致伸缩薄膜的制备方法仅限于物理气相沉积技术,用得最多的是磁控溅射,另外还有电子束蒸发、激光蒸发、离子束溅射等。由于镓是低熔点金属,不能采用传统的镓单质靶、铁单质靶多靶共溅射法制备各种成分的合金,只能采用马赛克靶(镶嵌靶)或者铁镓合金靶与铁单质靶共溅射法制备不同成分的Fe-Ga合金薄膜。例如,在玻璃和钨基片上采用射频磁控溅射技术制备了 Fe-Ga薄膜,所用的Fe-Ga合金靶材固定成分为含Ga 18.4%(原子分数),其余为Fe。通过改变溅射能量和气压可获得不同Ga含量和不同厚度的Fe-Ga薄膜。具有最大的磁致伸缩常数(147×10-6)的薄膜成分和厚度分别为Fe76.2Ga23.8和146.5nm。
  目前,见诸报道的具有最大磁致伸缩常数的Fe-Ga合金成分为Fe81Ga19,其磁致伸缩常数可达400×10-6。有文献报道,在MgO(100)基片上通过直流磁控溅射法制备了厚90nm的外延Fe81Ga19薄膜,所用的合金靶为固定成分的Fe81Ga19。
 

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