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磁敏线及其制造方法与流程

2022-07-31 02:22:49 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及用于磁传感器的磁敏线等。


背景技术:

2.目前利用磁通门传感器(fg传感器)、霍尔传感器、巨磁阻传感器(gmr传感器)、磁阻抗传感器(mi传感器)等磁传感器。其中,mi传感器在灵敏度、响应性、耗电等方面比其它传感器优异。因此,mi传感器不仅用于测定地磁(约50μt)的电子罗盘,还正在被用于以智能手机等移动设备为首的汽车领域、医疗领域等的各种制品。
3.随着搭载有mi传感器的设备的高功能化、其用途扩大,对mi传感器要求即使在环境磁场中也工作的测定范围的扩大、对于外部环境变动的特性稳定性(耐环境性能)。
4.mi传感器以阻抗的变化或电压的形式检测出在施加了高频电流或脉冲电流的磁敏线(磁敏体)的圆周方向上根据周围磁场的强度而产生的磁化旋转的大小。mi传感器的测定范围与磁敏线内的磁化旋转的容易度相关。磁化旋转的容易度很大程度上依赖于磁敏线的各向异性磁场(hk)。当各向异性磁场小时,容易产生磁化旋转,测定范围变窄。反之,当各向异性磁场大时,难以产生磁化旋转,测定范围变宽。
5.以往的磁敏线包含整体为非晶质的无定形线(简称为“非晶质线”),通过残留在非晶质线内的内部应力来调节各向异性磁场。当内部应力变大时,各向异性磁场也变大,当内部应力变小时,各向异性磁场也变小。内部应力通过在施加拉伸应力(张力)的同时加热非晶质线的张力退火(ta)来赋予,内部应力通过张力退火条件来调节。
6.需要说明的是,张力退火通过对施加了张力的线进行炉内加热、通电加热来进行。无论哪种,以往的张力退火都是以保持线的非晶质状态为前提而进行的。具体而言,以如下方式进行:将线的加热温度(炉内温度等)设定为低于结晶化温度,或者即使将加热温度设定为结晶化温度以上时通过极短时间的加热也不会进行结晶化。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1:日本专利第6428884号公报


技术实现要素:

10.发明所要解决的问题
11.专利文献1与以往的磁敏线不同,从根本上重新考虑张力退火条件,提出了包含复合组织的磁敏线,所述复合组织在非晶质相中析出有微细晶粒(也简称为“微晶”)。由于该微晶,磁敏线的各向异性磁场增大,mi传感器的测定范围也能够扩大。
12.专利文献1在其实施例栏中,作为热处理前的非晶质线,例示了包含2种合金组成的co基合金。即,co-4.6fe-11.7si-11.6b和co-4.7fe-10.5si-10.6b(组成单位:原子%)。co与fe的原子比例(fe/co)均为5.9%~6%。这些co基合金设计成在其整体为非晶质时,磁致伸缩实质上为零(简称为“零磁致伸缩”)。但是,由于磁致伸缩不仅对合金组成、而且对合
金组织也敏感地反应,因此通过张力退火析出了微晶的co基合金已经不能成为零磁致伸缩。
13.顺便提及,在专利文献1([0042])中也记载了有关磁致伸缩的内容。即,记载了磁致伸缩通过合金组成和热处理条件来控制的内容、以及非晶质相的成分组成(除晶粒以外的组成)比整体组成产生的影响更大的内容。但是,在专利文献1中仅具体记载了各向异性磁场的控制,而没有具体记载磁致伸缩的控制。
[0014]
本发明是鉴于这样的情况而完成的,目的在于提供调节了各向异性磁场和磁致伸缩的磁敏线等。
[0015]
用于解决问题的手段
[0016]
本发明人为了解决该问题进行了深入研究,结果通过使用含有与成为零磁致伸缩的基准组成相比包含更多fe的co基合金的线,成功地得到了使各向异性磁场和磁致伸缩成为所期望的范围的磁敏线。通过发展该成果,完成了以下所述的本发明。
[0017]
《磁敏线》
[0018]
(1)本发明为一种磁敏线,其中,所述磁敏线包含co基合金,所述co基合金包含fe,该co基合金与整体为非晶质且成为零磁致伸缩的基准组成相比包含更多的fe,并且包含在非晶质相中分散有晶粒而得的复合组织。
[0019]
(2)根据本发明的磁敏线,能够在增大各向异性磁场(hk)的同时使磁致伸缩在零附近。通过增大各向异性磁场,能够实现使用磁敏线的磁传感器的测定范围的扩大。通过磁致伸缩的控制,确保了该磁传感器的耐环境性能。
[0020]
顺便提及,作为磁传感器的环境性能的一个例子,存在灵敏度的温度依赖性。具体而言,当磁传感器周围的温度变化时,热应力可能作用在由树脂等固定的磁敏线上。在磁敏线的磁致伸缩大的情况下,磁敏线的磁特性因该热应力而变化,磁传感器的灵敏度也可能变化。反之,如果磁敏线的磁致伸缩收敛在零附近的预定范围内,则即使环境(温度等)变化,磁传感器也能够稳定地发挥所期望的性能。
[0021]
需要说明的是,本发明的磁敏线不仅通过残留内部应力,而且通过在非晶质相中出现(析出)微细的晶相(晶粒)来增大各向异性磁场。这样显现的各向异性磁场即使在高温环境下也是稳定的。因此,如果使用本发明的磁敏线,则磁传感器的测定范围相对于环境变动(温度变化等)也是稳定的。
[0022]
《磁敏线的制造方法》
[0023]
(1)本发明也可以作为磁敏线的制造方法来理解。例如,如上所述,本发明也可以为得到上述磁敏线的制造方法,所述制造方法具有如下热处理工序,其中在结晶化开始温度以上且低于结晶化结束温度的特定温度下对包含co基合金的非晶质线进行加热,所述co基合金中的fe比基准组成多。热处理工序例如通过在对非晶质线施加拉伸应力的同时进行的张力退火工序来进行。
[0024]
(2)当在结晶化开始温度以上的温度下将与成为零磁致伸缩的合金组成相比包含更多的fe的非晶质线加热预定时间时,能够得到在非晶质相中析出了以fe作为核的微细晶粒(微晶)的磁敏线。
[0025]
微晶阻止自旋的磁化旋转(特别是圆周方向的旋转)。微晶(晶质相)具有比非晶质相更高的密度,并且由该密度差引起的收缩方向的内部应力(压缩应力)也在非晶质相内产
生。以这样的方式能够增大磁敏线的各向异性磁场。
[0026]
另外,磁性材料的磁致伸缩对其结构(组成和组织)敏感地反应而变化。在非晶质相内,fe使磁致伸缩成为正侧,co(进而ni)使磁致伸缩成为负侧。如果在非晶质相内,则根据fe、co和ni(磁性元素组)的组成比例,大致确定磁致伸缩的正负和磁致伸缩的绝对值。
[0027]
当从非晶质相中析出以fe作为核的晶粒时,非晶质相中的fe量(浓度)降低。由此,作为软磁性材料的非晶质的co基合金的磁致伸缩(简称为“磁敏线的磁致伸缩”)的正负和绝对值的大小姑且不谈,例如可能从正侧向负侧变化。因此,如果调节fe量和热处理条件,则也可能使磁敏线的磁致伸缩接近零磁致伸缩。
[0028]
像这样,磁敏线的磁致伸缩可能随着由晶粒的析出引起的各向异性磁场的增加而变化,但其形态因fe量(fe比)而不同。具体而言,在各向异性磁场相对小的范围内,磁敏线的磁致伸缩具有从正侧向负侧减少的倾向。但是,在各向异性磁场相对大的范围内,磁敏线的磁致伸缩成为大致恒定(饱和)或者成为从负侧向正侧增加的倾向。认为这种倾向是根据fe量和热处理条件,由微晶的析出和非晶质相的结构松弛所带来的影响。
[0029]
需要说明的是,由于非晶质线的结晶化开始和结束温度可能根据fe比而变化,因此特定温度可以根据fe比来调节。
[0030]
《元件/传感器》
[0031]
本发明也可以作为使用上述磁敏线的元件或传感器来理解。例如,也可以作为具有磁敏线和卷绕在其周围的检测线圈的磁阻抗元件(mi元件)或者具有该mi元件的磁阻抗传感器(mi传感器)等来理解本发明。
[0032]
《其它》
[0033]
(1)本发明的“磁敏线”包含在非晶质相中分散有晶粒而得的复合组织。在该晶粒中可以包含不以fe作为核的晶粒。即使是以fe作为核的晶粒,fe的存在形态(化合物、固溶等)、fe浓度等也没有限制。
[0034]
(2)磁致伸缩(磁应变)是由于磁场的施加而产生形状变化(应变)的现象。本说明书中所说的零磁致伸缩是指饱和磁致伸缩(磁致伸缩常数/λs)的绝对值为10-6
以下的情况。
[0035]
在磁致伸缩中,以零磁致伸缩为边界,有正磁致伸缩(磁致伸缩系数>0)和负磁致伸缩(磁致伸缩系数<0)。正磁致伸缩表示磁性材料(磁敏体、线)通过施加磁场而膨胀,负磁致伸缩表示磁性材料通过施加磁场而收缩。
[0036]
磁致伸缩的一般的测定是利用直接安装在试样上的应变仪等测定施加磁场时的试样的尺寸变化而进行的。但是,难以直接测定极细的软磁性线的磁致伸缩。因此,作为磁致伸缩的代替指标,可以使用应力敏感性。应力敏感性是磁特性相对于施加在磁性材料上的应力的变化比例。具体而言,将应力敏感性定义为各向异性磁场(hk)相对于在线的长度方向上施加的拉伸应力的变化率(斜率)。
[0037]
将应力敏感性与磁致伸缩的关系示意性地示于图3。从图3可知,在正磁致伸缩(λs>0)时应力敏感性为负,在负磁致伸缩(λs<0)时应力敏感性为正。在应力敏感性在
±
10moe/mpa以内时(在其绝对值在10moe/mpa以下时),可以认为是上述的零磁致伸缩。
[0038]
(3)基准组成是co基合金整体为非晶质结构且成为零磁致伸缩时的合金组成。如上所述,磁致伸缩的正负由磁性元素组(fe、co、ni)的组成比例决定,特别是在fe比(=fe/(co fe ni))为5.9%~6%时成为零磁致伸缩。
[0039]
相对于基准组成的fe量的增加量通过相对于基准组成的其它元素量来调节。例如,如果在磁性元素组(co、fe、ni)内进行调节,则基于基准组成,fe的增加量以co和/或ni的减少量的形式进行调节。需要说明的是,只要没有特别说明,则在本说明书中所说的合金组成为原子比例(原子%)。另外,在本说明书中,将fe组成比基准组成更大的情况或者晶粒中的fe浓度比母相(非晶质相)中更大的情况合适地称为“富fe”。
[0040]
(4)在本说明书中所说的“晶粒”通常是非常微细的,至少是能够利用透射型电子显微镜(tem)观察的范围的大小。其粒径(在tem图像中观察到的最大长度)例如为约1nm~约100nm、约5nm~约70nm、进而为约10nm~约50nm。
[0041]
需要说明的是,在本说明书中所说的“非晶质(相)”只要至少是不能利用tem观察到晶体的程度的非晶质状态即可。
42.(5)在本说明书中所说的“结晶化开始温度”和“结晶化结束温度”分别以对非晶质线进行差示扫描量热(dsc)测定时出现的最初的(放热)峰值温度(tx1:一次结晶化温度)和接着的下一个(放热)峰值温度(tx2:二次结晶化温度)的形式求出。结晶化开始温度通常是从非晶质相中开始出现(析出)晶粒时的温度。结晶化结束温度通常是该非晶质相整体发生晶质化,晶粒的出现停止时的温度。
[0043]
(6)只要没有特别说明,则在本说明书中所说的“x~y”包含下限值x和上限值y。可以将在本说明书中记载的各种数值或包含在数值范围内的任意数值作为新的下限值或上限值来新设置如“a~b”那样的范围。另外,只要没有特别说明,则在本说明书中所说的“x~ynm”是指xnm~ynm。对于其它单位体系(moe/mpa等)也是同样。
附图说明
[0044]
图1a为表示对于磁敏线的各个fe比而言各向异性磁场(hk)与应力敏感性的关系的图。
[0045]
图1b为表示对于每个hk而言fe比与应力敏感性之间的关系的图。
[0046]
图1c为利用高分辨率透射电子显微镜(hr-tem)观察fe比为8.2%的磁敏线的截面而得的明视野(bf)图像。
[0047]
图1d为利用三维原子探针对微晶周边进行分析而得到的磁性元素浓度的分布图。
[0048]
图2为表示磁敏线的应力敏感性与使用该磁敏线的mi传感器的灵敏度变化率的关系的表。
[0049]
图3为表示磁致伸缩(λs)与应力敏感性的关系的示意图。
具体实施方式
[0050]
对上述本发明的构成要素可以附加从本说明书中任意选择的一个或两个以上的构成要素。在本说明书中说明的内容不仅适用于本发明的磁敏线,还适用于其制造方法等。即使是方法上的构成要素,也可以成为与物相关的构成要素。
[0051]
《co基合金》
[0052]
(1)co基合金包含co和合金元素(组),可以构成非晶质的软磁合金。首先,相对于co基合金整体,例如含有大于50原子%、60原子%以上、65原子%以上、进而70原子%以上的作为主要成分(余量)的co。实在要说的话,co相对于co基合金整体可以为85原子%以下、
80原子%以下、进而75原子%以下。
[0053]
本说明书中所说的合金组成,只要没有特别说明,则以原子比例(原子比率/化学计量比)表示。在合金组成中有相对于co基合金整体(100原子%)的比例和相对于磁性元素组(co fe ni)的合计量整体(100原子%)的比例。在没有特别说明的情况下,以相对于co基合金整体(100原子%)的比例表示。
[0054]
fe为co基合金的必需元素,但ni不是其必需元素。在本说明书中所说的“磁性元素组的合计量”为co和fe的合计量或者是co、fe和ni的合计量。在本说明书中,无论有无ni,均合适地将磁性元素组的合计量表示为“co fe ni”。
[0055]
相对于co基合金整体,磁性元素组的合计量例如为65原子%~85原子%、70原子%~80原子%、进而72原子%~78原子%。
[0056]
在含有ni的情况下,相对于磁性元素组的合计量整体(100原子%),例如含有0.1原子%~3.5原子%、1原子%~3原子%、进而1.5原子%~2.5原子%的ni。在相对于co基合金整体(100原子%)而言时,也取决于磁性元素组相对于co基合金整体的比率,例如含有0.1原子%~2.7原子%、0.7原子%~2.3原子%、进而1.2原子%~1.8原子%的ni。
[0057]
(2)相对于磁性元素组的合计量整体(100原子%),例如可以含有6.1原子%~9.5原子%、7原子%~9原子%、7.5原子%~8.8原子%、进而8原子%~8.5原子%的fe。在本说明书中,将fe量相对于磁性元素组的合计量整体的原子比例[fe/(co fe ni)]特别称为“fe比”,仅以百分率(%)表示上述原子比例。顺便提及,在相对于co基合金整体(100原子%)而言时,也取决于磁性元素组相对于co基合金整体的比率,例如可以含有4.5原子%~7.2原子%、5.2原子%~6.8原子%、5.6原子%~6.6原子%、进而6原子%~6.4原子%的fe。
[0058]
需要说明的是,fe成为从非晶质相出现(析出)的晶粒的生成核。fe具有使结晶化开始温度稍微变高、使特定温度范围(结晶化开始温度~结晶化结束温度)稍微变窄的倾向。在fe过少时,微晶的析出量减少,无法充分地得到各向异性磁场增加效果。在fe过多时,co基合金整体变得容易结晶化,导致矫顽力增加,另外,磁敏线的磁致伸缩在正侧变得稳定。
[0059]
(3)co基合金可以含有si和/或b。轻元素si和b可以参与co基合金的非晶质化和晶粒的出现。当它们过多时,相对于处理温度,各向异性磁场变得容易急剧变化。
[0060]
相对于co基合金整体,例如包含15原子%~33原子%、20原子%~28原子%、进而22原子%~26原子%的轻元素si和b的合计(si b)。也可以仅包含si和b中的一者。在包含si和b两者的情况下,相对于si和b的合计量(100原子%),一者可以为30原子%~70原子%、为40原子%~60原子%,进一步为45原子%~55原子%。
[0061]
(4)co基合金还可以含有mo、nb、zr、w、cr、ti、v等。这些元素可以有助于co基合金的非晶质化。相对于co基合金整体,例如含有0.5原子%~4原子%、进而1原子%~3原子%的这些元素的合计。若仅为mo,则相对于co基合金整体,例如含量可以为0.1原子%~2.3原子%、进而0.8原子%~1.8原子%。
[0062]
《复合组织》
[0063]
当对整体由非晶质相构成的线(非晶质线)实施合适的热处理(张力退火等)时,得到包含在非晶质相中分散有晶粒而得的复合组织的磁敏线。晶粒是微细的,如上所述利用
tem进行观察。在其视野内观察到的各晶粒的粒径(最大长度)的算术平均值(平均直径)例如为1nm~150nm、5nm~70nm、进而为10nm~50nm。需要说明的是,晶粒的粗大化会导致矫顽力的增加(磁滞的增大)等。
[0064]
复合组织内的晶粒的粒子数密度例如为5.5~10(
×
10-6
/nm3),进而为6~9(
×
10-6
/nm3)。当粒子数密度过小时,得不到充分的各向异性磁场。过大的粒子数密度会导致磁传感器的灵敏度降低、磁滞的增大。粒子数密度也通过利用tem附带的分析软件对观察图像进行图像处理来求出。
[0065]
《制造方法》
[0066]
(1)非晶质线
[0067]
非晶质线可以通过各种方法制造。作为代表性的非晶质线的制法,有改良泰勒法(参照:wo 93/5904号公报/日本特表平8-503891号公报等)、旋转液中纺丝法(参照:日本特开昭57-79052号公报等)。在热处理工序之前,对非晶质线合适地进行拉丝处理直至所期望的线径。
[0068]
(2)热处理工序
[0069]
包含复合组织的磁敏线例如可以通过对非晶质线进行热处理来得到。热处理温度(特定温度:t)可以根据所期望的各向异性磁场和磁致伸缩,在结晶化开始温度(tx1)和结晶化结束温度(tx2)之间(tx1≤t<tx2)进行调节。在特定温度低于tx1时,难以调节各向异性磁场或磁致伸缩。在特定温度大于tx2时,会导致磁敏线的矫顽力增大或磁传感器的灵敏度降低。
[0070]
特定温度例如可以设定为得到各向异性磁场(hk)为5oe、进而为10oe的磁敏线的第一温度(t1)以上(tx1≤t1≤t)。另外,特定温度可以设定为得到各向异性磁场为60oe、进而为50oe的磁敏线的第二温度(t2)以下(t≤t2<tx2)。需要说明的是,在将非晶质线进行炉内加热时,特定温度(t)为炉内的气氛温度。
[0071]
处理时间也取决于非晶质线的成分组成、线径等,例如为0.5秒~15秒、1秒~10秒、进而为2秒~5秒。当处理时间过短时,晶粒的出现变得不充分,当过长时,晶粒生长而可能粗大化。热处理可以在大气气氛中进行,也可以在惰性气体气氛或真空气氛中进行。
[0072]
热处理工序可以为对非晶质线不施加拉伸应力(外部应力)而进行的退火工序,也可以为在对非晶质线施加拉伸应力的同时进行的张力退火工序。当进行张力退火(ta)时,除了由复合组织引起的内部应力以外,由外部应力引起的内部应力也被相加或协同地导入磁敏线中。需要说明的是,只要非晶质线不断裂,则由拉伸应力不仅可以进行弹性变形,也可以进行塑性变形。
[0073]
《磁敏线》
[0074]
磁敏线例如通过调节上述fe比和热处理条件,能够发挥与磁传感器等的规格对应的各向异性磁场和磁致伸缩(应力敏感性)。需要说明的是,磁致伸缩可以实质上为零磁致伸缩,也可以在适合于规格的预定范围内。
[0075]
各向异性磁场例如为5oe~70oe、10oe~60oe、进而为20oe~50oe。另外,应力敏感性例如为-30moe/mpa~30moe/mpa、-20moe/mpa~20moe/mpa、-10moe/mpa~10moe/mpa、-5moe/mpa~5moe/mpa、进而为-2moe/mpa~2moe/mpa。
[0076]
磁敏线通常截面为圆形。线径(直径)例如为1μm~150μm、3μm~80μm、进而为5μm~
30μm。当线径过小时,磁传感器的灵敏度降低。当线径过大时,能够非晶质化的冷却速度的管理变得严格。
[0077]
《用途》
[0078]
本发明的磁敏线能够用于各种磁传感器。例如,作为响应性、灵敏度、耗电等优异的mi传感器的磁敏体,特别是作为磁场测定范围宽的mi传感器的磁敏体,本发明的磁敏线是合适的。
[0079]
实施例
[0080]
对由fe比不同的co基合金构成的非晶质线进行热处理(张力退火),制造多个磁敏线。对它们进行磁特性(各向异性磁场和应力敏感性)的测定和组织观察。另外,对搭载了该磁敏线的mi传感器(磁传感器)的耐环境性能进行评价。以下,在列举这样的具体例的同时,对本发明更详细地说明。
[0081]
[第一实施例]
[0082]
《试样的制作》
[0083]
(1)非晶质线
[0084]
将原料电弧熔化,通过旋转液中纺丝法制造由fe比不同的co基合金构成的无定形线(线径:约125μm)。对该无定形线进行拉丝和清洗,得到线径为18μm的非晶质线。需要说明的是,拉丝使用saikawa公司制造的hss-21型拉丝机。清洗利用乙醇进行。
[0085]
co基合金的合金组成设为以下的一个基准组成例或相对于该基准组成例仅fe和co的含量不同的组成。对于任一co基合金而言,相对于其整体,ni、si、b和mo的各含量以及磁性元素组(co fe ni)的合计量(75.2原子%)均设定为恒定。
[0086]
基准组成:
[0087]
(原子%)
[0088]
fe含量相对于磁性元素组(co fe ni)的合计量整体(100原子%)在5.9原子%~9.2原子%的范围内变化。顺便提及,如果是相对于co基合金整体,则fe含量为4.4原子%~6.9原子%。由此,准备多个由fe比在5.9%~9.2%的范围内不同的co基合金构成的非晶质线。上述基准组成的co基合金的fe比为5.9%。顺便提及,通过x射线衍射法进行确认,结果各线的组织整体为非晶质(相)。
[0089]
(2)热处理工序
[0090]
在施加张力的同时进行卷绕,使其通过配置在中途的加热炉,由此对各线实施连续的热处理(张力退火)。此时的处理条件如下。
[0091]
设定为施加的拉伸应力σ=150mpa,加热炉内的通过时间(炉内时间):3秒,通过的加热炉长度:0.52m,处理气氛:大气中。通过的加热炉内的气氛温度(处理温度/特定温度)对于fe比不同的各线在500℃~580℃的范围内进行各种变化。
[0092]
《测定》
[0093]
(1)各向异性磁场
[0094]
利用振动试样型磁力计(东荣科学产业公司制造,pv-m10-5)测定合金组成(fe比)和热处理条件(处理温度)不同的各线的各向异性磁场(hk)。
[0095]
(2)应力敏感性
[0096]
对于各线,测定作为磁致伸缩的指标的应力敏感性。具体而言,在线的长度方向
上,利用具有应变仪型测压元件的载荷可变型浮动辊施加应力(0mpa~300mpa)、同时在相同方向上施加磁场(0oe~50oe),此时利用lcr测定计测定在线中产生的电感变化。将该电感换算成各向异性磁场,求出各线的应力敏感性。
[0097]
对于这样将非晶质线进行热处理而得到的线(磁敏线),在图1a和图1b中汇总示出fe比、各向异性磁场和应力敏感性的关系。
[0098]
《观察》
[0099]
(1)利用高分辨率透射电子显微镜(hr-tem:日本电子公司制造,jem-2100f)观察热处理后的各线的截面。作为其一例,将fe比:8.2%、各向异性磁场:39oe、应力敏感性:9moe/mpa的线的tem图像(bf图像)示于图1c。在tem图像中观察到的粒状黑白点表示微晶。tem图像中的颜色(黑白)的差异表示晶体取向的差异。
[0100]
(2)对于由基准组成(fe比5.9%)构成的非晶质线,由另外进行的差示扫描量热(dsc)的测定结果,确定了其结晶化开始温度(tx1)为514℃,其结晶化结束温度(tx2)为553℃。与基准组成相比fe比更大的非晶质线可以观察到根据fe比而结晶化开始温度稍微变高、温度区域(结晶化开始温度~结晶化结束温度)的范围稍微变窄的倾向。例如,在fe比为9.2%时,结晶化开始温度(tx1)为517℃,结晶化结束温度(tx2)为548℃。
[0101]
《评价》
[0102]
(1)各向异性磁场和应力敏感性(磁致伸缩)
[0103]
由图1a和图1b明确可知,通过调节fe比和热处理条件,能够宽幅地调节磁敏线的各向异性磁场和应力敏感性。具体而言,例如,可以在使磁致伸缩在零附近的同时,将各向异性磁场在5oe~60oe、进而在10oe~55oe的范围内调节。
[0104]
需要说明的是,从图1a也明确可知,在将fe比大于基准组成(fe比5.9%)的非晶质线进行热处理的情况下,在各向异性磁场相对大的范围(例如35oe以上、进而40oe以上)内,具有应力敏感性(磁致伸缩)收敛于大致零附近的倾向。
[0105]
另外,在将fe比为预定范围内(例如fe比为7.5%~8.5%)的非晶质线进行热处理的情况下,在各向异性磁场相对小的范围(例如35oe以下、进而25oe以下)内,存在应力敏感性(磁致伸缩)大致为零的点(从正磁致伸缩变为负磁致伸缩的点)。
[0106]
(2)复合组织
[0107]
如图1c所示,由观察热处理后的线而得的tem图像还确认得到了复合组织,其中在非晶质相中大量且大致均匀地出现了微细的晶粒。晶粒的尺寸(最大长度)最大也就约50nm,非常微细。顺便提及,如图1d所示,利用三维原子探针(amtek公司制造,leap 4000xsi)确认到在晶粒中含有fe。
[0108]
[第二实施例]
[0109]
(1)mi传感器
[0110]
制作搭载了上述磁敏线的mi传感器。对磁敏线调节fe比和热处理条件,准备应力敏感性为0moe/mpa~100moe/mpa的6种磁敏线(参照图2)。
[0111]
各mi传感器的制作基于在日本专利第4650591号公报或爱知制钢株式会社制造的ami 306(市售品)的说明书中记载的规格进行。
[0112]
(2)环境试验
[0113]
将各mi传感器供给于环境试验。环境试验在温度:80℃、湿度:85%的处理室内放
入mi传感器并保持100小时来进行。在该高温高湿试验的前后测定各mi传感器的灵敏度。对每个mi传感器(磁敏线)求出将试验前后的灵敏度差除以试验前的灵敏度而得到的灵敏度变化率。将使磁敏线的应力敏感性与mi传感器的灵敏度变化率对应的一览表示于图2。
[0114]
(3)评价
[0115]
从图2明确可知,通过使用应力敏感性(磁致伸缩)小的磁敏线,即使在环境变动下,也能够抑制mi传感器的灵敏度变化率。具体而言,例如,如果磁敏线的应力敏感性在
±
30moe/mpa的范围内,则mi传感器的灵敏度降低能够小于3%。需要说明的是,作为环境试验,也可以进行气相的温度循环试验、液相的热冲击试验等来代替上述高温高湿试验。在任一情况下,均能够得到相同的结果。
[0116]
由上文可知,根据本发明的磁敏线,实现了所期望的各向异性磁场和磁致伸缩(应力敏感性)。另外,如果使用该磁敏线,则能够得到兼顾测定范围的扩大和耐环境性能的提高的磁传感器。
再多了解一些

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