非晶態磁性材料是一種在結構上原子長程無序，在磁性上具有鐵磁性，散鐵磁性，亞鐵磁性或散亞鐵磁性的固體材料，它是國際上從70年代開始迅速發展起來的一種新型的磁性材料。非晶磁性材料是杜韋斯（Duwes）1960年用液體淬火法率先合成的，如今這種敏感功能材料已在感測器中得到日益廣泛的套用。
基本介紹
- 中文名：非晶磁性材料
- 外文名：amorphous magnetic materials
- 學科：材料科學
- 出現時間：1960年
- 發現人：(amorphousmagneticmaterials
- 特性：構成的原子長程無序
介紹,合金分類,材料特性,套用前景,
介紹
非晶態磁性材料是一種在結構上原子長程無序，在磁性上具有鐵磁性，散鐵磁性，亞鐵磁性或散亞鐵磁性的固體材料，它是國際上從70年代開始迅速發展起來的一種新型的磁性材料。廣義上講，非晶磁性材料還包括自旋玻璃和具有混磁性的材料，目前得到廣泛研究和套用的是非晶態磁性合金。而非晶態磁性化合物（如非晶氧化物等）也正在深入研究。
由於結構上的特徵使非晶態磁性材料具有一些晶態磁性材料無法比擬的特性，如非晶態材料中，不存在晶粒間界，不存在結構各向異性，組分在一定範圍內連續可變，一些與磁性有關的參數可以在很大範圍內變化等。因此，非晶態磁性材料中既有具有高磁導率的優良的軟磁合金，也有性能良好的永磁材料、磁光材料等。此外非晶態合金還具有電阻率高，抗腐蝕性強，韌性好，機械拉伸強度大等優良特性。當然非晶態材料也有它本質上的弱點。例如，由於不存在平移不變性將導致交換作用的漲落，因此，Curie溫度和飽和磁化強度不易提高，此外，非晶態本身又為亞穩態，因此其熱和磁的穩定性較差等等。
合金分類
當前非晶態磁性合金主要有以下三大類：
（1）過渡金屬（Fe，Co，Ni，…）-類金屬（Si，B，C，P，…）系統（TM-ML系統），其中TM-Si-B系統易形成良好的非晶態，熱穩定性好，發展比較成熟，這類非晶合金大多數為優良的軟磁材料。。它還可以分成兩種，一種是以Fe為基的高飽和磁化強度的非晶合金，另一種是以Co為基，磁致伸縮係數近於零的高磁導率非晶合金，前者常用作配電變壓器的鐵芯，後者則常作為磁頭及磁禁止材料等。。
（2）過渡族金屬-金屬（Zr，Nb，…）系統（TM-M系統），這個系統形成非晶能力較差，目前主要用於製備非晶薄膜。
（3）稀土金屬（Ga，Tb，Sm，Nd，…）-過渡族金屬（Fe，Co，…）系統（RE-TM系統）或稀土金屬-過渡族金屬-類金屬（如B）系統，這類非晶合金一般具有較高的矯頑力，有的材料具有比較大的磁各向異性。這個系統中有永磁材料、磁泡材料、磁光材料和磁記錄材料等。 此外，含有大量Fe的Fe-B系非晶合金具有較大的磁致伸縮係數和較高的磁導率，是一種較好的感測器或換能器材料。
材料特性
非晶磁性材料具有下列特性：
①缺乏晶體材料所具有的磁各向異性，導磁率高，損耗小。也就是說，旋轉磁化容易，各向磁場靈敏度高，因此，可用來構成高靈敏度磁場計或磁通量感測器。現已相繼開發出應力ˉ磁效應式高靈敏度應力感測器、磁致伸縮效應式機械感測器。
②具有高電阻率（比坡莫合金高几倍），因此，即使是在高頻範圍內也能得到較小的渦流損耗和極好的磁特性，有效利用此特性便可開發研製出磁性晶體難以實現的快速回響感測器。
③不存在晶粒邊界、位錯等晶體材料固有的缺陷，因而機械強度高，抗化學性強。
④直到居里溫度（近似為200~500K），其組合成分均可隨意確定。因此，可望用於開發研製快速回響溫度感測器。
套用前景
非晶磁性材料是富有套用前景的。例如，非晶軟磁材料的磁導率較高和功率損耗較低，製造成本也相對低，在功率變壓器、電動機、磁記錄磁頭、磁禁止及用於雷射器和粒子加速器中的飽和磁心感應器等套用中都有其顯著優點；在磁泡、磁致伸縮、磁光效應、磁記錄和永磁等套用中，性能各異的非晶磁性功能材料也以其各自的特點而獲得了重要的套用。
