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GH3030耐高溫不銹鋼管超磁致伸縮薄膜的研發

來源:無錫森淼特鋼 發布時間: 2014/12/24 16:43:46 【返回上一步】
本頁關鍵詞:GH3030耐高溫不銹鋼管超磁致伸縮薄膜的研發

GH3030耐高溫不銹鋼管超磁致伸縮薄膜的研發

  GH3030耐高溫不銹鋼管用超磁致伸縮薄膜(Giant magnetostrictive film, GMF)開發的微傳感執行器件具有體積小、性能穩定、可靠性高、驅動力大、高頻響應快、靈敏度好等特點,易于實現相關器件的微型化、智能化和集成化,從而解決長期制約該領域發展的關鍵技術問題。因此,超磁致伸縮薄膜在微機械和微系統等工程領域應用中已成為重要的功能材料之一。
  到目前為止,在可用的磁致伸縮材料中,Fe-Ga合金由于具有較好的綜合性能,如適中的單晶磁致伸縮常數(約400×10-6),不含稀土元素,價格低廉,韌性很好,可以承受拉應力和剪應力,因而具有較大的應用優勢,適用于壓應力或拉應力條件且能承受震動的場合。由于塊體Fe-Ga合金材料本身的各向異性大,要獲得大的磁致伸縮應變需要施加強的外加磁場,這對器件的小型化、集成化不利。而且,塊體Fe-Ga合金相對Fe-Ga合金薄膜渦流損失較大,而納米尺度的Fe-Ga合金薄膜渦流損失就可以忽略不計。因此,對Fe-Ga 超磁致伸縮薄膜的研究,尤其是在集成磁致伸縮裝置的制造領域內,已日益受到人們的重視。
  迄今為止,Fe-Ga超磁致伸縮薄膜的制備方法僅限于物理氣相沉積技術,用得最多的是磁控濺射,另外還有電子束蒸發、激光蒸發、離子束濺射等。由于鎵是低熔點金屬,不能采用傳統的鎵單質靶、鐵單質靶多靶共濺射法制備各種成分的合金,只能采用馬賽克靶(鑲嵌靶)或者鐵鎵合金靶與鐵單質靶共濺射法制備不同成分的Fe-Ga合金薄膜。例如,在玻璃和鎢基片上采用射頻磁控濺射技術制備了 Fe-Ga薄膜,所用的Fe-Ga合金靶材固定成分為含Ga 18.4%(原子分數),其余為Fe。通過改變濺射能量和氣壓可獲得不同Ga含量和不同厚度的Fe-Ga薄膜。具有最大的磁致伸縮常數(147×10-6)的薄膜成分和厚度分別為Fe76.2Ga23.8和146.5nm。
  目前,見諸報道的具有最大磁致伸縮常數的Fe-Ga合金成分為Fe81Ga19,其磁致伸縮常數可達400×10-6。有文獻報道,在MgO(100)基片上通過直流磁控濺射法制備了厚90nm的外延Fe81Ga19薄膜,所用的合金靶為固定成分的Fe81Ga19。
 

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