磁敏电阻的工作原理

磁敏材料能通过磁阻效应将磁信号转换成电信号。磁阻效应包括材料的电阻率随磁场而变化和元件电阻值随磁场而变化两种现象。前者称磁电阻率效应或物理磁阻效应，后者称为磁电阻效应或几何磁阻效应。

磁敏电阻材料主要是电子迁移率大的半导体材料，还有铁镍钴合金。常用的半导体有InSb(或InSb-NiSb共晶材料)、砷化铟(InAs)和砷化镓(GaAs)等材料，一般用N型。

高纯度InSb和InAs的电子迁移率分别为56～65 m/(V·s)和20～25m/(V·s)。InSb的禁带宽度小，受温度影响大。GaAs的禁带宽度大，电子迁移率也相当大[08 m/(V·s)]，受温度影响小，且灵敏度也高。

镍钴合金和镍铁合金的电阻温度系数小，性能稳定，灵敏度高，且具有方向性，可制作强磁性磁阻器件，用于磁阻的检测等方面。

用半导体材料制作的磁敏电阻器、无触点电位器、模拟运算器和磁传感器等应用于测量、计算机、无线电和自动控制等方面。半导体InSb-NiSb磁敏电阻器用于磁场、电流、位移和功率测量及模拟运算器等方面，其阻值为10Ω～1kΩ，相对灵敏度6～18 (B=1 T)，温度系数-29%～009% (1/℃) (B=1 T)，极限工作频率1～10 MHz。在测量小于001T的弱磁场时，必须附加以偏置磁场才能进行。

Ni-Co薄膜磁敏电阻器主要用于探测磁场方向、磁带位置检测、测量和控制转速或速度以及无触点开关等方面。阻值有1、10、250kΩ，相对灵敏度2%以上(3×10T下)，温度系数3000±500×10(1/℃)，感应磁场3×10T以上，工作温度-55～150℃。在检测磁场反转或可逆磁场以下的磁信号时，也应采用偏置磁场。 半导体磁敏电阻

通常半导体磁敏电阻是由基片、半导体电阻条(内含短路条)和引线三个主要部分组成的。基片又叫衬底，一般是用01~ 05mm厚的云母、玻璃作成的薄片，也有使用陶瓷或经氧化处理过的硅片作基片的。电阻条一般是用锑化锢(InSb)或砷化铟(InAs)等半导体材料制成的半导体磁敏电阻条，在制造过程中，为了提高磁敏电阻的阻值，缩小其体积、提高灵敏度常把它作成如图1所示的结构。

半导体材料的电阻率 ρ 随外磁场强度变化而变化的现象叫作半导体的物理磁阻效应或叫作磁阻率效应。这是由于在外施磁场的作用下，流经半导体磁敏电阻的载流子受洛仑兹力的作用使其流动路径发生偏斜，从而造成它从一个电极流到另一个电极所流过的途经(即载流子运动的轨迹)要比无磁场作用时所通过的途经要长，故其电阻值增大。我们把载流子在磁场作用下的平均偏斜角度 θ 叫作平均霍尔角。它与外施磁场及载流有如下关系：

式中为电子迁移率； B为外施磁场的磁感应强度。从式(1 )可以看出：半导体磁敏电阻材料的载流子迁移率越大，其偏斜的平均霍尔角就越大，电阻的变化就越大。这种电阻的变化和磁场强度的关系大致可以认为：在弱磁场的作用下，半导体磁敏电阻的相对变化率R/R0与所施磁场的磁感应强度B的平方成正比；而在强磁场的作用下，半导体磁敏电阻的相对变化率ΔR/ R0则与所施磁场的磁感应强度B成正比。

强磁性金属薄膜磁敏电阻

强磁性金属薄膜磁敏电阻器件的结构如图2所示，和半导体磁敏电阻一样，它也是由基片、强磁性金属薄膜的电阻体和内外引线三部分组成的。基片一般是用厚为01~ 05mm的玻璃片、高频陶瓷片或经氧化处理的硅片制成；电阻体通常是采用半导体平面工艺中的真空镀膜(或溅射)、光刻、腐蚀工艺而制成的;内引线是用硅铝丝或金丝采用超声压焊或金丝球焊而焊接的，外引线是用非磁性的铜片等材料焊接的。 1）磁阻比：指在某一规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的阻值与零磁感应强度下的阻值之比。

2）磁阻系数：指在某一规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的阻值与其标称阻值之比。

3）磁阻灵敏度：指在某一规定的磁感应强度下，磁敏电阻器的电阻值随磁感应强度的相对变化率。

稀有资源小金属上市公司全集(附股)

稀土矿类：广晟有色（广东，广西岭南地区稀土矿开采），中色股份（参与广东），江西铜业（江西，并有可能整合四川），漳州钨业（福建少量稀土），包钢稀土（独领北方），五矿发展（湖南，江西）

稀土加工类股票：中科三环，横店东磁，北矿磁材，天通股份，太原刚玉，中钢天源，首钢股份，银河磁体，鑫科材料（公司生产稀土铜带全国第一，出口量也第一），宁波韵升，安泰科技。科技含量最高的为中科三环，技术第一名。

稀贵金属类股票：金钼股份（整合钼矿预期，钼也为稀有金属类），吉恩镍业，云南褚业，中金黄金，山东黄金，锡业股份，漳源钨业，西部矿业（镁矿唯一，碳酸锂独步天下），东方钽业，盐湖钾肥、盐湖集团（钾矿唯一）

相关上市公司：

一、锑

1、辰州矿业(002155)：公司是国内较大的从事金锑钨多金属生产的企业,锑锭和氧化锑的产量排名仅次于中国锡矿山闪星锑业公司，居全球第二；锑金属产量约占全球10%。2008年末，公司拥有和控制矿业权32个，其中：探矿权16个，面积34084平方公里；采矿权16个，面积40095平方公里。保有资源储量矿石量1,67716万

吨，同比增长6007％；金属量：金32,142千克，同比增长1051％；锑145,708吨，钨43,885吨。

2、ST梅雁(600868)：公司拥有嵩溪银矿矿山以及相配套的选矿厂，嵩溪银矿储量丰富，拥有探明储量银矿

石35309万吨、锑矿石26295万吨。

3、株冶集团(600961)：公司是国内最大的金属铟生产企业、重要的金属锑、镉生产企业。高纯锑主要用于制备In 等III-V族化合物半导体、高纯合金、热电转换材料等，也可用作单晶硅、单晶锗掺杂元素,金属铟、锑、镉等稀贵金属是生产薄膜太阳能电池重要原材料。

二、铍、钽、铌

东方钽业(000962)：公司现有钽金属制品、铌金属制品、铍合金制品三大类型，35个系 列188个品种的产

品广泛应用于电子、冶金、钢铁、石油、化工、汽车、通讯、建筑、 交通、核能、航天、航空等高新技术领域。近年来又有其它钽金属、合金化合物、人工晶体、加工材、制品及铍合金加工材等系列的19种产品销往国际市场。高温难熔金属，高温抗氧化材料以及新材料产品开发取得重大成就。出口产品品种逐年增多，初步形成了全方位出口的格局。生产技术达世界先进水平。围绕钽、铌、铍等稀有金属新材料建立起了20多条生产线，成为了我国稀有金属新材料的主要供应基地。

公司是世界三大钽业公司之一，拥有550吨钽粉，80吨钽丝产能，市场占有率分别达到25%和60%。通过横向并购整合，公司已经形成钽制品、碳化硅刃料、氢氧化镍、钛材加工和房地产等多业务发展模式。

公司现有钽金属制品、铌金属制品、铍合金制品三大类型，35个系 列188个品种的产品广泛应用于电子、冶金、钢铁、石油、化工、汽车、通讯、建筑、 交通、核能、航天、航空等高新技术领域。 近年来又有其它钽金属、合金化合物、人工晶体、加工材、制品及铍合金加工材等系列的19种产品销往国际市场。高温难熔金属，高温抗氧化材料以及新材料产品开发取得重大成就。出口产品品种逐年增多，初步形成了全方位出口的格局。生产技术达世界先进水平。围绕钽、铌、铍等稀有金属新材料建立起了20多条生产线，成为了我国稀有金属新材料的主要供应基地。

三、钴

1、格林美(002340)：公司是首家上市的将电子废弃物循环再造为塑木型材和钴镍行业中的超细钴粉、超细镍粉等高附加值产品，"变废为宝"，以废旧资源的无限"城市矿山"为资源，摆脱了同行传统企业依赖有限自然矿山的制造模式。

2、中国中冶(601618)：公司是全球最大的工程建设综合企业集团之一，主营业务横跨工程承包、资源开发、装备制造以及房地产开发等领域，在美国《财富》杂志2009年公布的世界500强企业中排名第380位。公司从事以金属矿产品为主的资源开发业务，是我国进行境外资源开发的重要力量，除在我国外，公司在境内外拥有

多处铁、铜、镍、锌、铅、钴、金等多种金属矿产资源，具备锌、铅、铜等金属的冶炼加工能力，还从事多晶硅的加工。

3、金岭矿业(000655)：公司以铁精粉、铜精粉、钴精粉的生产销售和机械加工为主业，业绩稳定增长。目前公司的经营性资产是以铁矿石采选为主，其中优质资产包括铁山辛庄矿区、侯庄矿区、选矿厂等。

四、稀土(包括钪、钇和镧系共17种稀有金属)

1、包钢稀土(600111)：公司控股股东包钢（集团）公司所属的白云鄂博铁矿拥有丰富的稀土资源。公司以开发利用世界上稀土储量最丰富的白云鄂博稀土资源为主要业务，拥有得天独厚的资源优势。稀土是化学元素

周期表中镧系元素中17种元素的统称，稀土工业和农业中应用越来越广泛。公司控股股东所属的白云鄂博铁矿拥有世界稀土资源的62%，占国内已探明储量的871%。包钢白云鄂博矿是世界瞩目的铁、稀土等多元素共生矿

，独特的资源优势造就了包钢在世界冶金企业中罕有的以钢铁和稀土为主业的独特产业优势，包头稀土研究院

是中国唯一一个国家级稀土专业研究机构。

2、广晟有色(600259)：广晟有色先后成立或收购了龙南和利、河源矿业、河源高新、新丰开发、新丰高新、平远华企、新诚基以及广东富远等八家稀土类企业，拥有国内稀土分离最先进的生产技术，具有较为完善

的稀土产业链。公司现已拥有2张采矿权证，稀土保有储量71315万吨(按稀土氧化物计116万吨)。

3、中色股份(000758)：集团公司的稀土资源铅、锌、稀土等业务主要由上市公司中色股份开展。公司控股100%子公司中色南方稀土(新丰)有限公司从事稀土矿勘探、开采、加工和经营；生产、制造稀土金属、稀土氧

化物、稀土化合物及稀土应用产品、稀土产品来料加工；公司控股72%子公司广东珠江稀土有限公司，该公司是

从事稀土全部15种元素分离及部分分离产品的延伸加工生产的外向型企业，在处理南方离子型矿的全国稀土企

业里，其生产规模及销售量均属前列。

4、五矿发展(600058)：公司开发钨、稀土、锡、铋等有色金属资源，开展稀土、铋等的深加工，具有稀土

概念。

五、萤石

巨化股份(600160)：公司是中国最大的氟化工生产基地，位于集聚了全国40%左右萤石资源的"中国氟都"浙江衢州 ，萤石(氟化钙 CaF2)是氟化工之根本，工业上用萤石和浓硫酸来制造氢氟酸，加热到250摄氏度时，这两种物质便反应生成氟化氢(HF)，氢氟酸溶解氧化物能力极强，在电解铝中用作电解液，而锂电池电解液也是氟化物。巨化股份拥有六氟磷酸锂全套生产技术，并生产六氟磷酸锂上游原料无水氟化氢，巨化股份公司网站和巨化股份在浙江衢州统筹的招商引资项目中都有六氟磷酸锂项目，锂离子电池的兴旺将拉动上游电解液六氟磷酸锂的氟化工产业链，巨化股份正迎来机遇。

2 高纯氟化物： 氟化镁、MgF2，氟化镱、YbF3，氟化钇、LaF3，氟化镝、DyF3，氟化钕、NdF3，氟化铒、ErF3，氟化钾、KF，氟化锶、SrF3，氟化钐、SmF3，氟化钠、NaF，氟化钡、BaF2，氟化铈、CeF3，氟化铅等。

3 混合料： 氧化锆氧化钛混合料，氧化锆氧化钽混合料，氧化钛氧化钽混合料，氧化锆氧化钇混合料，氧化钛氧化铌混合料，氧化锆氧化铝混合料，氧化镁氧化铝混合料，氧化铟氧化锡混合料，氧化锡氧化铟混合料，氟化铈氟化钙混合料等混合料 光学镀膜加工

4 高纯金属类： 高纯铝,高纯铝丝，高纯铝粒，高纯铝片，高纯铝柱，高纯铬粒，高纯铬粉，铬条，高纯金丝，高纯金片，高纯金，高纯金粒，高纯银丝，高纯银粒，高纯银,高纯银片，高纯铂丝，高纯铪粉，高纯铪丝，高纯铪粒，高纯钨粒，高纯钼粒，高纯单晶硅，高纯多晶硅，高纯锗粒，,高纯锰粒，高纯钴，高纯钴粒，高纯钼，高纯钼片，高纯铌，高纯锡粒，高纯锡丝，高纯钨粒，高纯锌粒，高纯钒粒，高纯铁粒，高纯铁粉，海面钛,高纯锆丝，高纯锆，海绵锆,碘化锆,高纯锆粒，高纯锆块，高纯碲粒，高纯锗粒， 高纯钛片，高纯钛粒，高纯镍，高纯镍丝，高纯镍片，高纯镍柱，高纯钽片，高纯钽，高纯钽丝，高纯钽粒，高纯镍铬丝，高纯镍铬粒，高纯镧,高纯镨,高纯钆,高纯铈,高纯铽,高纯钬,高纯钇,高纯镱,高纯铥,高纯铼,高纯铑,高纯钯,高纯铱等

5 其他化合物： 钛酸钡，BaTiO3，钛酸镨，PrTiO3，钛酸锶，SrTiO3，钛酸镧，LaTiO3，硫化锌，ZnS，冰晶石，Na3AlF6，硒化锌，ZnSe，硫化镉。

6 辅料： 钼片，钼舟、钽片、钨片、钨舟、钨绞丝。

紫铜的焊接：

焊接紫铜（即一般所称的工业纯铜）的方法有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等方法，大型结构也可采用自动焊。

　　1．紫铜的气焊

焊接紫铜较常用的是对接接头，搭接接头和丁字接头尽量少采用。气焊可采用两种焊丝，一种是含有脱氧元素的焊丝，如丝201、202；另一种是一般的紫铜丝和母材的切条，采用气剂301作助熔剂。气焊紫铜时应采用中性焰。

　　2．紫铜的手工电弧焊

　　在手工电弧焊时采用紫铜焊条铜107，焊芯为紫铜（T2、T3）。焊前应清理焊接处边缘。焊件厚度大于4毫米时，焊前必须预热，预热温度一般在400~500℃左右。用铜107焊条焊接，电源应采用直流反接。

　　焊接时应当用短弧，焊条不宜作横向摆动。焊条作往复的直线运动，可以改善焊缝的成形。长焊缝应采用逐步退焊法。焊接速度应尽量快些。多层焊时，必须彻底清除层间的熔渣。

　　焊接应在通风良好的场所进行，以防止铜中毒现象。焊后应用平头锤敲击焊缝，消除应力和改善焊缝质量。

　　3．紫铜的手工氩弧焊

　　在紫铜手工氩弧焊时，采用的焊丝有丝201(特制紫铜焊丝)和丝202，也采用紫铜丝，如T2。

焊前应对工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜、油等脏物都必须清理干净，避免产生气孔、夹渣等缺陷。清理的方法有机械清理法和化学清理法。

　　对接接头板厚小于3毫米时，不开坡口；板厚为3～10毫米时， 开V型坡口，坡口角度为60~70º； 板厚大于10毫米时，开X型坡口，坡口角度为60~70º；为避免未焊透，一般不留钝边。根据板厚和坡口尺寸，对接接头的装配间隙在05～15毫米范围内选取。

　　紫铜手工氩弧焊，通常是采用直流正接，即钨极接负极。为了消除气孔，保证焊缝根部可靠的熔合和焊透，必须提高焊接速度，减少氩气消耗量，并预热焊件。板厚小于3毫米时，预热温度为150~300℃；板厚大于3毫米时，预热温度为350~500℃。预热温度不宜过高，否则使焊接接头的机械性能降低。

还有紫铜的碳弧焊，碳弧焊使用的电极有碳精电极和石墨电极。紫铜碳弧焊所用的焊丝和气焊时一样，也可用母材剪条，可用气焊紫铜的助熔剂，如气剂301等。

黄铜焊接方法：

方法有：气焊、碳弧焊、手工电弧焊和氩弧焊。

　　1．黄铜的气焊

　　由于气焊火焰的温度低，焊接时黄铜中锌的蒸发比采用电焊时少，所以在黄铜焊接中，气焊是较常用的方法。

　　黄铜气焊采用的焊丝有：丝221、丝222和丝224等，这些焊丝中含有硅、锡、铁等元素，能够防止和减少熔池中锌的蒸发和烧损，有利于保证焊缝的性能和防止气孔产生。气焊黄铜常用的熔剂有固体粉末和气体熔剂两类，气体熔剂由硼酸甲脂及甲醇组成；熔剂如气剂301。

2．黄铜的手工电弧焊

　　焊接黄铜除了用铜227及铜237外，也可以采用自制的焊条。

　　黄铜电弧焊时，应采用直流电源正接法，焊条接负极。焊前焊件表面应作仔细清理。坡口角度一般不应小于60~70º，为改善焊缝成形，焊件要预热150~250℃。操作时应当用短弧焊接，不作横向和前后摆动，只作直线移动，焊速要高。与海水、氨气等腐蚀介质接触的黄铜焊件，焊后必须退火，以消除焊接应力。