基于巨磁阻抗效应(Gaint Magnetio Impedance Effect,GMI)制备的新型磁电传感器原理为弱磁场变化会引起材料总阻抗的显著改变。与传统磁电式传感器相比,其具有高灵敏度、快速响应、应用温区宽、优良的稳定性与线性度、低能耗等特点,在癌症检测与治疗、地磁导航、磁性随机存储、脑机接口、机器人仿生皮肤和自监控智能复合材料等方面极具应用前景。因此,本文对新型复合结构巨磁阻抗效应材料进行制备及性能研究,在成功获取高性能多相复合与镀层复合结构微丝基础上,分析了步进式电流调控处理机制,建立了三维表面磁畴结构模型,验证了复合结构微丝中特有的趋肤效应增强现象,并尝试建立组织结构与性能关系,对巨磁阻抗效应机理进行相关探究,从而获得可多频段应用的GMI效应磁性敏感材料,主要结果如下:对CoFeSiB经典成分进行微量Zr元素掺杂,提高其形核壁垒,并适当降低成形过程辊轮转动速度,调控微丝凝固过程中热量分布,使其在微丝表层形成一定纳米晶组织结构;随着掺杂量增加,其表层微观组织有序度逐渐增加,纳米晶尺寸增大,表面环向磁畴结构会产生局域波动即“畴间吞并”现象,外场作用下磁畴宽度增加,转动磁畴体积增加,环向磁导率增大,在掺杂原子比为2时,巨磁阻抗性能可达~600%,在掺杂量最大为3时破坏规律环向磁畴结构,性能降低。同时,微丝力学性能随掺杂量呈现先增后减的趋势,纳米晶会细化断裂主裂纹,在掺杂原子比为2时,拉伸断裂强度超过3600MPa,较未掺杂时有较大提高。对表面磁畴MFM原始图像进行滤波还原处理,结合巨磁阻抗效应微丝磁畴结构理论模型,建立观测图像与真实表面磁畴结构的对照联系,通过图像波动切线图及法向标量可对磁畴平均宽度及漏磁场进行定量化后续分析研究。结合Co基微丝电流调控处理时内部温度分布模拟及微丝热物性参数,制定步进式电流调控处理方案,使微丝在低温、高温结构弛豫,玻璃转变点及不同晶化区间进行处理;由于形核势垒的提高及内部温度场的不均匀分布,焦耳热会使微丝内部纳米晶组织,由内向外沿着热量传输方向依次形核长大,形成内部纳米晶壳层非晶的多相复合结构微丝。步进式直流电流退火处理可有效消除内部残余应力,并改变其微结构,处理后会产生3-4nm直径的纳米晶,其ACF(Autocorrelation Function)体积分数从制备态6.25提高至28.13%,促使非晶壳层环向磁畴结构的改善及多相结构所致趋肤效应增强现象,使阻抗比值在11MHz时ΔZ/Z0从69.09%大幅提高至582.59%;纳米晶周围的淬态核会使其内部产生刃型位错及晶格缺陷,从而提高微丝的拉伸断裂强度,另一方面拉伸断裂过程中纳米晶的萌生会严重阻碍主裂纹的产生,100m A阶段拉伸断裂强度可达~4103MPa,140m A阶段拉伸断裂强度约为3917MPa。当微丝受交流激励电流作用时,施加不改变微观组织结构的小幅值直流偏置电流,可增加环向磁畴轴向角,进而增加趋肤深度,在大幅降低微丝零外场本征基本阻抗值,同时提高外磁场作用下阻抗增量值,实现微丝零外场标准计算阻抗比值的显著增加,ΔZ/Z0最大值可达~1800%,200MHz,偏置电流增加至5×107A/m2则会改变其微观结构,进入步进式电流调控处理阶段。直流电镀可制备导体芯部铁磁层的异质镀层复合结构微丝,镀层成分选取高磁导率合金材料,如Ni80Fe20合金,芯部单晶铜丝最优直径范围为100-120μm。优化电镀沉积参数为,温度控制在60℃左右,p H值在3.5附近,阴极电流密度6 A/dm2,电镀时间为20min,微丝最佳芯层比接近4:1时,由于其特有的趋肤效应增强现象,使其特征频率极低,在10k Hz时阻抗比值即可达~3600%。电流密度过大时(>6A/dm2),均镀性下降,圆整性差,表面粗糙度增加破坏环向磁畴结构规律,性能降低,单晶铜基底则不利于镀层择优取向(200)生长,随时间增加沉积界面远离基底,取向明显,电镀时间过长表面出现团聚区,出现氢脆及裂纹。基于对表面镀层磁力显微观测微观磁畴结构,并结合其不同方向磁化曲线,发现铁磁层磁畴结构为面内环向分布,易磁化方向为周向,与均质巨磁阻抗效应非晶微丝壳层磁畴分布类似。通过对制备的低电导率芯部-高电导率镀层复合结构微丝的研究,反向验证趋肤效应增强现象的存在。并通过推导的镀层复合结构微丝磁导率及阻抗表达式,分别对阻抗及其电阻和感抗分量数值及比值随频率变化趋势,进行数值模拟分析,当超过1k Hz后,具有显著趋肤效应,最大阻抗比值为~4000%,特征频域区间在10-100k Hz之间,镀层质量及均匀性对镀层表面磁畴结构产生影响使实际测量值略低于理论值。