Luận văn tốt nghiệp khoa Vật lý 2007 (full) - ĐH SP Hà Nội 2
Chia sẻ bởi Vũ Ngọc Dũng |
Ngày 23/10/2018 |
68
Chia sẻ tài liệu: Luận văn tốt nghiệp khoa Vật lý 2007 (full) - ĐH SP Hà Nội 2 thuộc Bài giảng khác
Nội dung tài liệu:
Trường đại học sư phạm hà nội 2
Khoa vật lý
-----oOo-----
Nguyễn đức thành
HIệU ứng từ tổng trở khổng lồ-gmi, phương pháp chế tạo và ứng dụng
KHOá LUậN TốT NGHIệP ĐạI HọC
Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
Người hướng dẫn khoa học
Th.s Nguyễn Hữu Tình
Hà nội - 2007
Cấu trúc luận văn
Mở đầu
Nội dung
Kết luận
MỞ ĐẦU
Hiệu ứng từ tổng trở - MI (Magneto-Impedance effect) là một dạng của hiện tượng cảm ứng điện từ. Bản chất của hiệu ứng này là sự thay đổi của tổng trở xoay chiều Z dưới tác dụng của từ trường ngoài. Tuy nhiên, trong thời kì đầu mới phát hiện, người ta thấy sự thay đổi của tổng trở Z là không nhiều, nên hiệu ứng này vẫn chưa thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học. Đến năm 1994 khi L.V. Panina phát hiện ra sự thay đổi rất lớn của tổng trở duới tác dụng của từ trường trong dây dẫn vô định hình nền Co, được gọi là hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ (Giant magneto-Impedance effect - GMI).
Hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ - GMI là sự thay đổi mạnh tổng trở xoay chiều Z của vật liệu từ mềm dưới tác dụng của từ trường ngoài Hext.
Hiệu ứng GMI mang bản chất điện từ, đó là sự kết hợp giữa hiệu ứng bề mặt (đặc trưng bởi độ thấm sâu - ) và sự phụ thuộc của độ từ thẩm hiệu dụng (eff) của dây dẫn vào từ trường. Hiệu ứng này được quan sát rất mạnh trong các vật liệu từ siêu mềm vô định hình và nano tinh thể ở dạng dây, băng, màng mỏng, với tỷ số GMIr vượt quá 100% ở nhiệt độ phòng. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đạt được những thành tựu lớn trong việc nâng cao tỷ số GMIr
vượt quá 100% ở nhiệt độ phòng. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đạt được những thành tựu lớn trong việc nâng cao tỷ số GMIr cũng như đưa các kết quả này ứng dụng vào chế tạo cảm biến đo từ trường, đo dòng điện với độ nhạy cao, ứng dụng trong sinh học và kỹ thuật đo lường điều khiển.... Tuy nhiên, để tăng hiệu quả sử dụng các vật liệu dựa trên hiệu ứng GMI cần nghiên cứu bản chất, cơ chế của hiệu ứng cũng như khả năng ứng dụng.
l
Ở Việt Nam, hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ - GMI được bắt đầu nghiên cứu từ năm 2001 đến nay tại Phòng thí nghiệm Vật liệu từ vô định hình và Nano tinh thể, Viện Vật lý kỹ thuật - Đại học Bách khoa Hà Nội. Các kết quả nghiên cứu tập trung trên hệ vật liệu từ siêu mềm hiện đại: Vô định hình nền Co và nano tinh thể nền Fe (finemet) được chế tạo bằng công nghệ nguội nhanh và công nghệ điện kết tủa với tỷ số GMIr trên 200%.
Luận văn này được tiến hành với đề tài: “Hiệu ứng từ tổng trở khổnglồ -GMI, phương pháp chế tạo và ứng dụng” dựa trên cơ sở các kết quả đã được nghiên cứu và phát triển.
-
Mục tiêu của luận văn là:
Nghiên cứu hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ-GMI.
Nghiên cứu phương pháp chế tạo vật liệu từ mềm nền Co có hiệu ứng GMI cao bằng công nghệ nguội nhanh và điện kết tủa.
Nghiên cứu ứng dụng của vật liệu từ mềm có hiệu ứng GMI vào đời sống và kỹ thuật.
Luận văn gồm 3 chương chính:
Chương 1: Tổng quan về hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ-GMI
Giới thiệu hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ- GMI
Vật liệu từ mềm cho hiệu ứng GMI cao
Chương 2: Phương pháp chế tạo
Công nghệ chế tạo băng vô định hình và dây
Chương 3: Ứng dụng
Chương 1
Tổng quan về hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ
ờng H
1.1 Hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ (GMI)
1.1.1 Giới thiệu về hiệu ứng GMI
Khi cho dòng điện xoay chiều có tần số ω chạy qua dây dẫn có từ tính, dòng điện này sẽ sinh một từ trường biến thiên Ht vuông góc với dây dẫn (hình 1.1).
Mặt khác Ht từ hóa dây theo phương ngang làm xuất hiện độ từ thẩm theo phương ngang t
. Khi ta đưa từ trường ngoài Hext một chiều song song với trục của dây dẫn thì từ trường này sẽ làm thay đổi quá trình từ hoá theo phương ngang, tức là thay đổi độ từ thẩm hiệu dụng theo phương ngang t nên tổng trở của dây dẫn thay đổi (tổng trở giảm). Tổng trở Z của dây dẫn từ tính có dòng điện xoay chiều tần số chạy qua dưới tác dụng của từ trường ngoài một chiều Hext đặt dọc theo trục của dây dẫn được xác định theo biểu thức sau:
Trong đó: t là độ từ thẩm hiệu dụng theo phương ngang của dây dẫn, là hàm của tần số và từ trường ngoài, ω là tần số dòng điện đặt vào dây dẫn.
Z (H): Tổng trở được đo ở từ trường H
Z (Hmax): Tổng trở đo ở điểm từ trường lớn nhất (của hệ đo)
Cơ chế của hiệu ứng GMI có bản chất điện - từ và có thể giải thích bằng lý thuyết điện động lực học cổ điển. Theo L.V.Panina bản chất điện từ của hiệu ứng GMI là sự kết hợp giữa hiệu ứng bề mặt và sự phụ thuộc của độ từ thẩm hiệu dụng của dây dẫn vào từ trường
Công thức (1.1) cho thấy hiệu ứng GMI là sự thay đổi mạnh tổng trở Z của vật dẫn có từ tính dưới tác dụng của từ trường ngoài Hext và dòng điện có tần số cao (). Để đặc trưng cho hiệu ứng GMI, người ta đưa ra tỷ số GMIr được định nghĩa như sau:
Bản chất của hiệu ứng được làm rõ khi phân tích các thông số ảnh hưởng đến sự thay đổi tổng trở của vật liệu. Cụ thể: hiệu ứng GMI phụ thuộc vào sự thay đổi của độ từ thẩm theo tần số của dòng điện chạy qua dây dẫn và từ trường ngoài, và lien hệ đến hiệu ứng bề mặt.
Mối liên hệ giữa độ thấm sâu bề mặt , độ từ thẩm và từ trường ngoài Hext được thể hiện trên hinh ve. Khi từ trường ngoài Hext tăng thì độ từ thẩm giảm dẫn tới độ thấm sâu bề mặt tăng và ngược lại.
Hình 1.2 Mối liên hệ giữa độ từ thẩm và độ thấm sâu bề mặt với từ
trường ngoài
Trong quá trình nghiên cứu hiệu ứng GMI, đã thu được một số kết quả đặc biệt, đó là đường cong GMI có hiện tượng tách làm hai đỉnh (có hai giá trị cực đại) trong khoảng từ trường nhỏ (-50 đến 50 Oe). Cơ chế của hiện tượng tách đỉnh ở đường cong GMI liên quan đến tính dị hướng của mẫu nghiên cứu được X.P.Li và các cộng sự giải thích theo mô hình cấu trúc đômen chuẩn
Hình 1.9 Hình dạng đường cong GMI khi có
hiện tượng tách đỉnh
1.2 Vật liệu từ vô định hình
Các hợp kim VÐH thường là TM80M20 (tính theo phần trăm nguyên tử) với TM là các kim loại sắt từ chuyển tiếp Fe, Co, Ni và M là các á kim B, Si, P, C. Các vật liệu trên đều chứa các nguyên tử từ với lớp điện tử 3d chưa được điền đầy và hằng số trao đổi giữa các spin là dương. Đây là điều kiện cần và đủ để tạo ra trạng thái sắt từ trong vật liệu VĐH. Với vật liệu VĐH, có thể quan sát thấy những hiện tượng sắt từ như trong vật liệu sắt từ có cấu trúc tinh thể. Hợp kim VĐH có từ tính tốt được đặc trưng bằng từ độ bão hòa, mômen từ lớn, và nhiệt độ chuyển pha Tc cao.
1.2.1 Băng vô định hình nền Co
Như trình bày ở trên, hiệu ứng GMI đạt tỷ số cao đối với những đã họ vật liệu có tính từ mềm tốt. Hợp kim CoFeBSi được chế tạo bằng công nghệ nguội nhanh là một trong những họ hợp kim có tính từ mềm cao. Trong đó các nguyên tử Co, Fe là những nguyên tử từ. Sự có mặt của Fe với thành phần từ 4% đến 5% nguyên tử của hợp kim sẽ mang lại tính chất từ mềm tốt nhất cho hợp kim và từ giảo của hợp kim s 0. B, Si có tác dụng làm ổn định trạng thái VĐH của hợp kim, làm tăng nhiệt độ kết tinh, làm cho tính từ mềm của hợp kim tốt hơn đồng thời làm tăng điện trở suất của hợp kim.
Độ cứng của hợp kim photpho thường cao hơn kim loại sạch. Trong các vật liệu chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa thì độ bền kéo có vai trò quan trọng. Sự có mặt của photpho trong thành phần hợp kim chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa là nguyên nhân chính dẫn đến việc tăng độ bền kéo.
1.2.3 Hợp kim từ photpho chế tạo bằng công nghệ điện kết tủa
Hợp kim photpho hiện nay được quan tâm đến khá nhiều do những tính chất thú vị của nó. Đối với hợp kim phôt pho chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa, bề mặt của lớp kết tủa phụ thuộc vào hàm lượng của photpho.
Các nghiên cứu bằng nhiễu xạ tia X trên họ hợp kim pho
tpho cho thấy hầu hết chúng có cấu trúc vô định hình.
Chương 2
Phương pháp chế tạo
2.1 Công nghệ nguội nhanh
2.1.1 Giới thiệu công nghệ nguội nhanh
Công nghệ nguội nhanh là phương pháp chế tạo hợp kim vô định hình quan trọng vì phương pháp này có năng suất cao (vài chục mét băng trong một giây), sản phẩm tạo ra có kích thước lớn (cho phép chế tạo băng VĐH rộng tới 150 – 200 mm), có ý nghĩa trong việc ứng dụng vào thực tế.
Hình 2.1 Sơ đồ thiết bị nguội nhanh đơn trục
2.1.2 Quy trình chế tạo mẫu
Băng vô định hình CoFeBSi được chế tạo bằng công nghệ nguội nhanh theo sơ đồ như sau:
Nguyên liệu ban đầu CoFeBSi được chuẩn bị với thành phần hợp thức của các nguyên tố tương ứng là 68: 4, 5: 12, 5: 15. Các băng VĐH thu được có độ dày cỡ 20 - 30 μm và chiều rộng cỡ 5 - 7 cm
Để khảo sát ảnh hưởng của hình dạng mẫu băng lên hiệu ứng GMI, các mẫu nghiên cứu được chế tạo với chiều dài từ 2 cm đến 5 cm, chiều rộng từ 0,1 mm đến 5 mm, chiều dày khoảng 25 μm đến 40 μm. Mẫu được tạo ra với dạng thẳng hoặc dạng lò xo. Ngoài ra, các quá trình xử lý nhiệt cũng được tiến hành để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ủ lên hiệu ứng GMI trong băng vô định hình
Hình 2.3 Băng vô định
hình CoFeBSi chế tạo
bằng công nghệ nguội
nhanh
2.2 Công nghệ điện kết tủa
Quá trình điện kết tủa là quá trình phủ lên vật mẫu một lớp kim loại thông qua dung dịch điện ly. Mục đích của quá trình này là để tăng thêm tính chất của bề mặt vật liệu ban đầu cũng như để bảo vệ chúng khỏi tác động của môi trường bên ngoài.
2. 2. 2 Quy trình chế tạo mẩu
Quy trình chế tạo dây Cu-CoP được thể hiện trên hình . Đường kính dây Cu được sử dụng là 50 μm và 100 μm. Thành phần của dung dịch và chế độ tạo dây được thể hiện ở bảng 2.1. Sự phụ thuộc của hiệu ứng GMI vào mật độ dòng điện được khảo sát trong khoảng mật độ dòng từ 450 mA/cm2 đến 800 mA/cm2. Thời gian thực hiện quá trình điện kết tủa được thay đổi trong khoảng từ 2 đến 15 phút.
Bảng 2.1 Thành phần dung dịch và chế độ tạo màng CoP
KẾT LUẬN
1. Đã tìm hiểu được bản chất hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ - GMI, giải thích về mặt lý thuyết cơ chế của hiệu ứng cũng như hoàn việc giải thích hiện tượng tách đỉnh.
2. Khoá luận đã hoàn thành tìm hiểu công nghệ chế tạo vật liệu có hiệu ứng GMI: Công nghệ nguội nhanh và công nghệ điện kết tủa.
3. Nghiên cứu được một số ứng dụng điển hình dựa trên hiệu ứng GMI
Khoa vật lý
-----oOo-----
Nguyễn đức thành
HIệU ứng từ tổng trở khổng lồ-gmi, phương pháp chế tạo và ứng dụng
KHOá LUậN TốT NGHIệP ĐạI HọC
Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
Người hướng dẫn khoa học
Th.s Nguyễn Hữu Tình
Hà nội - 2007
Cấu trúc luận văn
Mở đầu
Nội dung
Kết luận
MỞ ĐẦU
Hiệu ứng từ tổng trở - MI (Magneto-Impedance effect) là một dạng của hiện tượng cảm ứng điện từ. Bản chất của hiệu ứng này là sự thay đổi của tổng trở xoay chiều Z dưới tác dụng của từ trường ngoài. Tuy nhiên, trong thời kì đầu mới phát hiện, người ta thấy sự thay đổi của tổng trở Z là không nhiều, nên hiệu ứng này vẫn chưa thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học. Đến năm 1994 khi L.V. Panina phát hiện ra sự thay đổi rất lớn của tổng trở duới tác dụng của từ trường trong dây dẫn vô định hình nền Co, được gọi là hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ (Giant magneto-Impedance effect - GMI).
Hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ - GMI là sự thay đổi mạnh tổng trở xoay chiều Z của vật liệu từ mềm dưới tác dụng của từ trường ngoài Hext.
Hiệu ứng GMI mang bản chất điện từ, đó là sự kết hợp giữa hiệu ứng bề mặt (đặc trưng bởi độ thấm sâu - ) và sự phụ thuộc của độ từ thẩm hiệu dụng (eff) của dây dẫn vào từ trường. Hiệu ứng này được quan sát rất mạnh trong các vật liệu từ siêu mềm vô định hình và nano tinh thể ở dạng dây, băng, màng mỏng, với tỷ số GMIr vượt quá 100% ở nhiệt độ phòng. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đạt được những thành tựu lớn trong việc nâng cao tỷ số GMIr
vượt quá 100% ở nhiệt độ phòng. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đạt được những thành tựu lớn trong việc nâng cao tỷ số GMIr cũng như đưa các kết quả này ứng dụng vào chế tạo cảm biến đo từ trường, đo dòng điện với độ nhạy cao, ứng dụng trong sinh học và kỹ thuật đo lường điều khiển.... Tuy nhiên, để tăng hiệu quả sử dụng các vật liệu dựa trên hiệu ứng GMI cần nghiên cứu bản chất, cơ chế của hiệu ứng cũng như khả năng ứng dụng.
l
Ở Việt Nam, hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ - GMI được bắt đầu nghiên cứu từ năm 2001 đến nay tại Phòng thí nghiệm Vật liệu từ vô định hình và Nano tinh thể, Viện Vật lý kỹ thuật - Đại học Bách khoa Hà Nội. Các kết quả nghiên cứu tập trung trên hệ vật liệu từ siêu mềm hiện đại: Vô định hình nền Co và nano tinh thể nền Fe (finemet) được chế tạo bằng công nghệ nguội nhanh và công nghệ điện kết tủa với tỷ số GMIr trên 200%.
Luận văn này được tiến hành với đề tài: “Hiệu ứng từ tổng trở khổnglồ -GMI, phương pháp chế tạo và ứng dụng” dựa trên cơ sở các kết quả đã được nghiên cứu và phát triển.
-
Mục tiêu của luận văn là:
Nghiên cứu hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ-GMI.
Nghiên cứu phương pháp chế tạo vật liệu từ mềm nền Co có hiệu ứng GMI cao bằng công nghệ nguội nhanh và điện kết tủa.
Nghiên cứu ứng dụng của vật liệu từ mềm có hiệu ứng GMI vào đời sống và kỹ thuật.
Luận văn gồm 3 chương chính:
Chương 1: Tổng quan về hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ-GMI
Giới thiệu hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ- GMI
Vật liệu từ mềm cho hiệu ứng GMI cao
Chương 2: Phương pháp chế tạo
Công nghệ chế tạo băng vô định hình và dây
Chương 3: Ứng dụng
Chương 1
Tổng quan về hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ
ờng H
1.1 Hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ (GMI)
1.1.1 Giới thiệu về hiệu ứng GMI
Khi cho dòng điện xoay chiều có tần số ω chạy qua dây dẫn có từ tính, dòng điện này sẽ sinh một từ trường biến thiên Ht vuông góc với dây dẫn (hình 1.1).
Mặt khác Ht từ hóa dây theo phương ngang làm xuất hiện độ từ thẩm theo phương ngang t
. Khi ta đưa từ trường ngoài Hext một chiều song song với trục của dây dẫn thì từ trường này sẽ làm thay đổi quá trình từ hoá theo phương ngang, tức là thay đổi độ từ thẩm hiệu dụng theo phương ngang t nên tổng trở của dây dẫn thay đổi (tổng trở giảm). Tổng trở Z của dây dẫn từ tính có dòng điện xoay chiều tần số chạy qua dưới tác dụng của từ trường ngoài một chiều Hext đặt dọc theo trục của dây dẫn được xác định theo biểu thức sau:
Trong đó: t là độ từ thẩm hiệu dụng theo phương ngang của dây dẫn, là hàm của tần số và từ trường ngoài, ω là tần số dòng điện đặt vào dây dẫn.
Z (H): Tổng trở được đo ở từ trường H
Z (Hmax): Tổng trở đo ở điểm từ trường lớn nhất (của hệ đo)
Cơ chế của hiệu ứng GMI có bản chất điện - từ và có thể giải thích bằng lý thuyết điện động lực học cổ điển. Theo L.V.Panina bản chất điện từ của hiệu ứng GMI là sự kết hợp giữa hiệu ứng bề mặt và sự phụ thuộc của độ từ thẩm hiệu dụng của dây dẫn vào từ trường
Công thức (1.1) cho thấy hiệu ứng GMI là sự thay đổi mạnh tổng trở Z của vật dẫn có từ tính dưới tác dụng của từ trường ngoài Hext và dòng điện có tần số cao (). Để đặc trưng cho hiệu ứng GMI, người ta đưa ra tỷ số GMIr được định nghĩa như sau:
Bản chất của hiệu ứng được làm rõ khi phân tích các thông số ảnh hưởng đến sự thay đổi tổng trở của vật liệu. Cụ thể: hiệu ứng GMI phụ thuộc vào sự thay đổi của độ từ thẩm theo tần số của dòng điện chạy qua dây dẫn và từ trường ngoài, và lien hệ đến hiệu ứng bề mặt.
Mối liên hệ giữa độ thấm sâu bề mặt , độ từ thẩm và từ trường ngoài Hext được thể hiện trên hinh ve. Khi từ trường ngoài Hext tăng thì độ từ thẩm giảm dẫn tới độ thấm sâu bề mặt tăng và ngược lại.
Hình 1.2 Mối liên hệ giữa độ từ thẩm và độ thấm sâu bề mặt với từ
trường ngoài
Trong quá trình nghiên cứu hiệu ứng GMI, đã thu được một số kết quả đặc biệt, đó là đường cong GMI có hiện tượng tách làm hai đỉnh (có hai giá trị cực đại) trong khoảng từ trường nhỏ (-50 đến 50 Oe). Cơ chế của hiện tượng tách đỉnh ở đường cong GMI liên quan đến tính dị hướng của mẫu nghiên cứu được X.P.Li và các cộng sự giải thích theo mô hình cấu trúc đômen chuẩn
Hình 1.9 Hình dạng đường cong GMI khi có
hiện tượng tách đỉnh
1.2 Vật liệu từ vô định hình
Các hợp kim VÐH thường là TM80M20 (tính theo phần trăm nguyên tử) với TM là các kim loại sắt từ chuyển tiếp Fe, Co, Ni và M là các á kim B, Si, P, C. Các vật liệu trên đều chứa các nguyên tử từ với lớp điện tử 3d chưa được điền đầy và hằng số trao đổi giữa các spin là dương. Đây là điều kiện cần và đủ để tạo ra trạng thái sắt từ trong vật liệu VĐH. Với vật liệu VĐH, có thể quan sát thấy những hiện tượng sắt từ như trong vật liệu sắt từ có cấu trúc tinh thể. Hợp kim VĐH có từ tính tốt được đặc trưng bằng từ độ bão hòa, mômen từ lớn, và nhiệt độ chuyển pha Tc cao.
1.2.1 Băng vô định hình nền Co
Như trình bày ở trên, hiệu ứng GMI đạt tỷ số cao đối với những đã họ vật liệu có tính từ mềm tốt. Hợp kim CoFeBSi được chế tạo bằng công nghệ nguội nhanh là một trong những họ hợp kim có tính từ mềm cao. Trong đó các nguyên tử Co, Fe là những nguyên tử từ. Sự có mặt của Fe với thành phần từ 4% đến 5% nguyên tử của hợp kim sẽ mang lại tính chất từ mềm tốt nhất cho hợp kim và từ giảo của hợp kim s 0. B, Si có tác dụng làm ổn định trạng thái VĐH của hợp kim, làm tăng nhiệt độ kết tinh, làm cho tính từ mềm của hợp kim tốt hơn đồng thời làm tăng điện trở suất của hợp kim.
Độ cứng của hợp kim photpho thường cao hơn kim loại sạch. Trong các vật liệu chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa thì độ bền kéo có vai trò quan trọng. Sự có mặt của photpho trong thành phần hợp kim chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa là nguyên nhân chính dẫn đến việc tăng độ bền kéo.
1.2.3 Hợp kim từ photpho chế tạo bằng công nghệ điện kết tủa
Hợp kim photpho hiện nay được quan tâm đến khá nhiều do những tính chất thú vị của nó. Đối với hợp kim phôt pho chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa, bề mặt của lớp kết tủa phụ thuộc vào hàm lượng của photpho.
Các nghiên cứu bằng nhiễu xạ tia X trên họ hợp kim pho
tpho cho thấy hầu hết chúng có cấu trúc vô định hình.
Chương 2
Phương pháp chế tạo
2.1 Công nghệ nguội nhanh
2.1.1 Giới thiệu công nghệ nguội nhanh
Công nghệ nguội nhanh là phương pháp chế tạo hợp kim vô định hình quan trọng vì phương pháp này có năng suất cao (vài chục mét băng trong một giây), sản phẩm tạo ra có kích thước lớn (cho phép chế tạo băng VĐH rộng tới 150 – 200 mm), có ý nghĩa trong việc ứng dụng vào thực tế.
Hình 2.1 Sơ đồ thiết bị nguội nhanh đơn trục
2.1.2 Quy trình chế tạo mẫu
Băng vô định hình CoFeBSi được chế tạo bằng công nghệ nguội nhanh theo sơ đồ như sau:
Nguyên liệu ban đầu CoFeBSi được chuẩn bị với thành phần hợp thức của các nguyên tố tương ứng là 68: 4, 5: 12, 5: 15. Các băng VĐH thu được có độ dày cỡ 20 - 30 μm và chiều rộng cỡ 5 - 7 cm
Để khảo sát ảnh hưởng của hình dạng mẫu băng lên hiệu ứng GMI, các mẫu nghiên cứu được chế tạo với chiều dài từ 2 cm đến 5 cm, chiều rộng từ 0,1 mm đến 5 mm, chiều dày khoảng 25 μm đến 40 μm. Mẫu được tạo ra với dạng thẳng hoặc dạng lò xo. Ngoài ra, các quá trình xử lý nhiệt cũng được tiến hành để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ủ lên hiệu ứng GMI trong băng vô định hình
Hình 2.3 Băng vô định
hình CoFeBSi chế tạo
bằng công nghệ nguội
nhanh
2.2 Công nghệ điện kết tủa
Quá trình điện kết tủa là quá trình phủ lên vật mẫu một lớp kim loại thông qua dung dịch điện ly. Mục đích của quá trình này là để tăng thêm tính chất của bề mặt vật liệu ban đầu cũng như để bảo vệ chúng khỏi tác động của môi trường bên ngoài.
2. 2. 2 Quy trình chế tạo mẩu
Quy trình chế tạo dây Cu-CoP được thể hiện trên hình . Đường kính dây Cu được sử dụng là 50 μm và 100 μm. Thành phần của dung dịch và chế độ tạo dây được thể hiện ở bảng 2.1. Sự phụ thuộc của hiệu ứng GMI vào mật độ dòng điện được khảo sát trong khoảng mật độ dòng từ 450 mA/cm2 đến 800 mA/cm2. Thời gian thực hiện quá trình điện kết tủa được thay đổi trong khoảng từ 2 đến 15 phút.
Bảng 2.1 Thành phần dung dịch và chế độ tạo màng CoP
KẾT LUẬN
1. Đã tìm hiểu được bản chất hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ - GMI, giải thích về mặt lý thuyết cơ chế của hiệu ứng cũng như hoàn việc giải thích hiện tượng tách đỉnh.
2. Khoá luận đã hoàn thành tìm hiểu công nghệ chế tạo vật liệu có hiệu ứng GMI: Công nghệ nguội nhanh và công nghệ điện kết tủa.
3. Nghiên cứu được một số ứng dụng điển hình dựa trên hiệu ứng GMI
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Vũ Ngọc Dũng
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)