**磁致伸缩膜在力传感器上的应用

**磁致伸缩材料可用于制作电-机械转换元件 , 能将机械能变换为电能。有效地利用这一特征即可构成高灵敏度传感器。近年来传感器和致动器日益向小型化发展 , 使用块体材料在形状选择上受到一定限制 ,薄膜材料则适用于各种形状的器件。**磁致伸缩合金膜用于传感器时 , 对于薄膜磁特性的掌握非常重要 , 其良好的磁特性有利于制得高灵敏度的传感器。因此 , 研究了 Tb-Fe 二元系**磁致伸缩合金的成膜条件对薄膜磁特性的影响。

研究用的**磁致伸缩 Tb-Fe 合金薄膜是在 dc 磁控溅射装置上制备的 , 所用靶材是在 Fe 靶上附加了铽(Tb)片, 这可通过改变铽片数量来调整**磁致伸缩薄膜的成分。溅射室预先抽成真空后充氩。基板采用玻璃基板。溅射功率 200W , 经120min溅射可形成大约 1μm 厚的薄膜 , 测定了所制得薄膜的成分和磁化特性。

采用悬臂致动器测定薄膜应变引起的弯曲度并换算为磁致伸缩。研究了成膜后的热处理对薄膜性能的影响。

结果表明：
(1)在溅射成膜过程中充入室内的氩气分压是决定薄膜磁化易轴的重要因素。所制得的含Tb40 %(原子)的Tb-Fe 薄膜能在低磁场下显示大的磁致伸缩。

(2)成膜后的热处理对于缓和薄膜内应力和减低矫顽力都有效 , 可使磁致伸缩显着增大。此时 , 热处理温度为 300 ℃时可得到 702 × 10-6 的磁致伸缩。

(3)这种溅射膜由于比磁导率小 , 制作传感器还难以得到很高的灵敏度 , 认为采取闭合磁路构造和调整**磁致伸缩薄膜厚度来增大磁导率 , 是有可能制得高灵敏度力传感器的。

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