[发明专利]一种具有巨磁阻抗及磁热效应的复合纤维及其制备方法与应用

说明书

一种具有巨磁阻抗及磁热效应的复合纤维及其制备方法与应用，属于功能材料的应用技术领域。为了提高非晶纤维的巨磁阻抗及磁热效应，本发明通过熔体抽拉法制备获得Gd₅₀Al₂₅Co₂₅非晶纤维，以Gd₅₀Al₂₅Co₂₅非晶纤维为芯部，通过直流电电镀处理在芯部外层沉积得到铁磁壳层，获得复合纤维，芯部的直径为40μm±1μm，所述铁磁壳层的厚度为15.5μm±0.4μm。本发明可用于传感器的制备。

技术领域

本发明属于功能材料的应用技术领域，具体涉及一种具有巨磁阻抗及磁热效应的复合纤维及其制备方法与应用。

背景技术

非晶纤维的微观结构呈长程无序和短程有序态，且其具有良好的几何对称性、较小磁滞损耗和矫顽力、负或近零磁致伸缩系数、高磁导率、特殊磁畴结构和趋肤效应(SkinEffect)等特点，尤其是较高频率下的显著巨磁阻抗效应(giant magneto-impedance,GMI)明显优于非晶薄带、磁性薄膜和电沉积复合纤维等其它类型材料，故非晶纤维更适合作为GMI磁敏传感器用新型敏感材料(参见V.Zhukova,M.Ipatov,A.Zhukov.Thin MagneticallySoft Wires for Magnetic Microsensors.Sensors.2009,9:9216-9240.)。同时，近些年非晶合金的磁热性能也受到较大关注，其在磁制冷等领域展现出良好的应用前景。目前，国内外对该种工艺下的非晶纤维特性的研究尚未有相关报道。

发明内容

为了提高非晶纤维的巨磁阻抗及磁热效应，本发明提供了一种具有巨磁阻抗及磁热效应的复合纤维，所述复合纤维是以Gd₅₀Al₂₅Co₂₅非晶纤维为芯部，以坡莫合金为铁磁壳层，所述芯部的直径为40μm±1μm，所述铁磁壳层的厚度为15.5μm±0.4μm。

进一步地限定，所述坡莫合金为Ni_80-XFe_20+X合金，其中X＝0-10。

本发明还提供了上述复合纤维的制备方法，是通过熔体抽拉法制备获得Gd₅₀Al₂₅Co₂₅非晶纤维，以Gd₅₀Al₂₅Co₂₅非晶纤维为芯部，通过直流电电镀处理在芯部外层沉积得到铁磁壳层，获得复合纤维，所述直流电电镀时采用的阳极为Ni_80-XFe_20+X合金，其中X＝0-10，阴极为Gd₅₀Al₂₅Co₂₅非晶纤维，阴极电流密度4-12A/dm²，电镀时间5-30min，电镀温度50-80℃，pH值2.5-5。

进一步地限定，所述直流电电镀时采用的阴极电流密度6A/dm²，电镀时间20min，电镀温度60℃，pH值3.5。

进一步地限定，所述直流电电镀时采用的电镀液的主盐成分为NiSO₄·7H₂O与FeSO₄·7H₂O。

进一步地限定，所述电镀液配方为每升中含有NiSO₄·7H₂O 200g、FeSO₄·7H₂O12g、硼酸40g、氯化钠20g、柠檬酸纳20g、苯亚磺酸钠0.2g、十二烷基硫酸钠0.2g、糖精3g、光亮剂2g，余量为水。

进一步地限定，所述熔体抽拉法是在高真空精密熔体抽拉设备中进行，真空度为10^-4Pa，电源加热功率18-20kW，Cu质辊轮线速度为20-25m/s、母合金进给速度30μm/s，辊轮夹角为60°。