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Co基非晶丝复合磁场调制处理及其电镀Ni连接基础研究

作　者: 张大越
导　师: 孙剑飞
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 非晶丝复合磁场退火巨磁阻抗电镀Ni GMI稳定性
分类号: TM271
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以直径φ40μm的Co基非晶丝为研究对象,研究复合磁场退火处理对非晶丝GMI效应的影响规律。同时,研究非晶丝电镀Ni工艺,分析镀Ni后非晶丝可焊性的变化及镀Ni连接对非晶丝GMI稳定性的影响。巨磁阻抗分析表明:与制备态及普通真空退火处理非晶丝相比,复合磁场退火能显著改善非晶丝GMI效应并提高磁场响应灵敏度。优化的退火工艺为:在300℃下保温20min后升温至400℃,同时在横向磁场(α=90°)下保温10min,10MHz时,最大GMI比率达310.7%,最大灵敏度达30.91%/Oe。适当调整退火磁场与丝轴向夹角α可增大非晶丝环向磁各向异性,致使GMI曲线由单峰(SP)转变为双峰(DPs)。非晶丝经过横向复合磁场退火处理后,出现非对称巨磁阻抗(AGMI)效应。其原因为非晶丝在横向磁场退火过程中,非晶丝内部产生原子有序区阻碍原子磁矩随外磁场转动,导致环向磁化过程呈非对称,引起AGMI效应。优化的非晶丝电镀Ni工艺为在快速镀镍(watts nickel,WN)下,电镀液温度为55℃、电流密度为4A/dm~2及电镀时间为3.8min,可获得颗粒平均直径及镀层厚度分别为0.361μm,2.53μm的Ni镀层。此外,与普通非晶丝连接方式相比,非晶丝两端电镀Ni后,可焊性明显提高,与钎料之间的润湿角由85.5°减小到56.3°。同时,电镀Ni连接可获得稳定可靠的焊点,GMI稳定性得到一定程度的改善。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章绪论  8-19
  1.1 引言  8-9
  1.2 非晶丝及GMI效应概述  9-13
    1.2.1 非晶丝的磁畴结构及GMI 效应  9-11
    1.2.2 激励信号频率对GMI 效应的影响  11-12
    1.2.3 非晶丝GMI 效应的非对称性  12-13
  1.3 非晶丝退火处理工艺  13-17
    1.3.1 普通退火处理  13-14
    1.3.2 应力退火处理  14-15
    1.3.3 电流退火处理  15-16
    1.3.4 磁场退火处理  16-17
  1.4 非晶丝微连接方式  17-18
  1.5 本文选题意义及主要研究内容  18-19
第2章材料制备与实验方法  19-25
  2.1 试验材料的制备  19
  2.2 复合磁场退火工艺方案制定  19-21
  2.3 非晶丝电镀NI实验  21-22
  2.4 分析测试方法  22-25
    2.4.1 XRD 射线衍射分析  22
    2.4.2 DTA 热分析  22
    2.4.3 软磁性能分析  22-23
    2.4.4 阻抗分析  23
    2.4.5 扫描电镜分析  23
    2.4.6 镀层润湿性能检测  23-25
第3章复合式磁场处理对非晶丝GMI 效应的影响  25-38
  3.1 引言  25
  3.2 非晶丝结构表征与软磁性能  25-27
  3.3 复合磁场退火对非晶丝G M I效应的影响及机理  27-37
    3.3.1 磁场与非晶丝轴向夹角α对GMI 效应的影响  28-32
    3.3.2 退火温度对非晶丝GMI 效应的影响  32-34
    3.3.3 非对称巨磁阻抗(AGMI)效应分析  34-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章非晶丝电镀NI 工艺及微连接性能研究  38-57
  4.1 电镀工艺对非晶丝NI镀层表面形貌的影响  38-48
    4.1.1 电镀液成分  38-40
    4.1.2 电镀液温度  40-41
    4.1.3 阴极电流密度  41-43
    4.1.4 电镀时间  43-48
  4.2 镀层缺陷分析  48-50
    4.2.1 裂纹缺陷  48-49
    4.2.2 球状突起缺陷  49-50
    4.2.3 镀层厚度不均匀  50
  4.3 镀层结合性检测  50-51
  4.4 电镀NI对非晶丝可焊性的影响  51-54
  4.5 电镀NI对GMI稳定性影响  54-55
  4.6 本章小结  55-57
结论  57-58
参考文献  58-65
致谢  65

Co基非晶丝复合磁场调制处理及其电镀Ni连接基础研究

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