铁基多层纳米磁性薄膜的组织与磁性能研究

利用表面刻蚀镀膜技术制备了铁基多层纳米磁性薄膜,通过刻蚀镀膜控制参数的调整,可以精确地控制薄膜的厚度。然后对薄膜进行退火处理,使薄膜晶化。最后,对薄膜磁性能进行了测量。     

掺杂Ti对Fe—N薄膜结构与磁性的影响

用对向靶溅射仪制备出含多量Ｆｅ（１６）Ｎ２相的（Ｆｅ，Ｔｉ）－Ｎ薄膜，研究了掺杂Ｔｉ对Ｆｅ－Ｎ薄膜结构与磁性的影响，在溅射Ｆｅ－Ｎ薄膜时加入适量的Ｔｉ可提高Ｆｅ－Ｎ薄膜中Ｆｅ（１６）Ｎ２相的含量．Ｔｉ含量（原子分数）在０—２５％时薄膜饱和磁化强度均高于纯Ｆｅ的值；Ｔｉ浓度为１０％时，薄膜磁化强度高达２．６８Ｔ，比纯Ｆｅ的饱和磁化强度值高２０％．     

不同氮分压制备纳米复合Zr-Si-N薄膜的组织与性能研究

利用射频反应磁控溅射设备在不同N2分压下制备了Zr-Si-N 纳米复合薄膜.研究了N2分压对薄膜组织和性能的影响.结果表明:随着N2分压的增加,薄膜中Zr、Si元素含量比降低,且薄膜方电阻增加;Zr-Si-N薄膜的微观组织由纳米晶ZrN嵌入SiNx非晶基体构成,在低N2分压条件下,有少量Zr2Si 形成.Zr2Si 的形成与低N反应活性相关.在0.03 Pa N2分压条件下,Zr-Si-N薄膜硬度达到22.5 GPa的最大值.高N2分压制备薄膜硬度较低可能与Si原子造成的晶格畸变相关.     

SmCo非晶及纳米晶薄膜的磁性及微结构

稀土过渡族金属磁性薄膜作为高密度磁记录材料引起科技界的广泛关注。作为磁记录介质要求具有小的磁粒尺寸才可能有高的记录密度。通过溅射制出非晶膜，再通过控制回火使其晶化得到小的磁粒尺寸是比较好的方法。我们用多靶磁控溅射制备出非晶SmCo薄膜，研究其晶化和磁性能及微结构之间的变化关系。并对其磁性变化规律进行了讨论。     

Fe-Zr-B非晶薄膜退火后的组织与性能

用直流磁控溅射法成功制备了Fe—Zr—B非晶薄膜。用X-射线衍射、透射电镜研究了薄膜不同退火温度后的组织与性能。研究结果表明，薄膜在550℃退火时，其磁感应强度最高，主要原因是因为其结构发生了有利于磁化的bcc相的转变。     

磁性薄膜的制备

FePt有序合金薄膜的低温合成和高矫顽力化〔1〕　L10 型 (CuAuI型 )FePt有序合金显示出非常大的磁晶各向异性 ,因而有望成为下一代垂直磁记录介质和作为在积成回路中施加微弱磁场用的薄膜磁体。这一有序合金能够采用溅射法、超高真空镀膜法等方法来制取 ,但是都需要在 5 0 0℃以上的高温下来完成。近年来开发了一系列的在较低温度下制取FePt有序合金薄膜的新工艺 ,但仍然需要在30 0℃以上的高温过程。另外 ,为了提高FePt有序合金的磁晶各向异性 ,如果形成具有单磁畴结构的微晶组织则可望获得很大的矫顽力。因此 ,研究了利用单原子交互…     

SmCo基多元合金薄膜的成分调控研究

基于溅射理论和分子热力学理论建立了SmCo基多元合金薄膜的成分调控模型,讨论了溅射参数对薄膜成分的影响规律。随后以Sm(Co0.62Fe0.25Cu0.1Zr0.03)7.5合金为靶材,采用磁控溅射工艺在单晶Si基片上制备了SmCo基多元合金薄膜,测试了不同溅射工艺制备薄膜的成分。结果表明:通过模型计算得到的薄膜成分对溅射参数的依赖关系与实验结果吻合,验证了模型的有效性。     

非晶态CoZr软磁薄膜的磁性

用射频溅射法制备了非晶态CoZr合金薄膜,在0.5Pa的氩气压下,可以得到性能优良的软磁薄膜。研究了非晶态CoZr膜的饱和磁化强度与Zr含量及温度的关系,发现对各种成分的非晶态CoZr膜,在很宽的温度范围内都可满足Bloch T~(3/2)定律。根据刚带模型计算出每个Zr原子向Co的3d能带转移的电荷数约为2.27。     

SmFe纳米颗粒磁性能研究

磁性纳米颗粒由于晶粒尺寸处于纳米级，可以做到安全单畴，很多研究表明这种结构下其磁性能与同样相成分的块体材料相比，具有明显的不同。本文采用磁控溅射方法得到非晶SmFe薄膜，通过时效处理后，得到均匀分布在铜基体上的磁性钠米颗粒，研究表明，颗粒磁性能随着晶粒尺寸变化而发生明显的变化。     

各向异性Sm2Fe17Nx磁粉的结构与磁性能

研究了Sm2Fe12Nx磁粉的制备、结构与磁性能，发现Sm—Fe合金的铸态组织主要由Sm2Fe17、α—Fe和SmFe2三种物相组成，而经过1000℃均匀化退火48h处理后富Sm的SmFe2相基本消失，α—Fe相的品粒变小，数量减少。随着氯化时间延长到10h，Sm2Fe17相始终未改变其Th2Zn17型结构，而氯原子浓度增加，所有的X射线衍射峰均向小角度方向移动；但在氮化时间超过10h后，物相要发生变化，导致磁性能降低。在500℃下流动的氮气氛中对Sm2Fe17合金氮化2、4、6、10h未加磁场取向的磁粉中，以氮化6h的磁性能值最高：σr＝35．44Am^2/kg(emu／g)，Hc＝58kA／m(729．03Oe)。磁性能值偏低的原因与测量磁场较低，粒径分布不均匀及粒径较大有关。     

低频脉冲磁场处理Fe78Si9B13非晶合金的微观结构及其磁性

研究了低频脉冲磁场处理对非晶合金Fe78Si9B13微观结构及磁性的影响。用非接触红外测温仪对试样的温升进行测量，用穆斯堡尔谱仪、透射电镜等仪器对样品的组织结构、晶化行为进行分析，利用交变梯度磁强计AGM对样品的磁性进行测试。结果表明，低频脉冲磁场处理（脉冲频率f=10-40Hz，磁场强度H=（100～400）×79．6A／m，处理时间t=-180-1200s）可在温升△T≤7℃的情况下，促进非晶合金Fe78Si9B13发生单相晶化，晶化相为α-Fe（Si），晶粒尺寸为2～10nm，析出量为3％～7％。样品在经过f=40Hz，H=300×79．6A／m，t=300s处理后，获得较好磁性能：Bs=1．74T，H0=0．13×79．6A·m^-1。     

Effects of Heat-treatment on Microstructure and Magnetic Properties of Ba Ferrite Ultrafine Powders Prepared by Sol-gel

Barium (Bag) ferrite ultra fine powders were synthesized by using sol-gel in which polyethylene glycol 200(PEG200) was used as gelling agent. The transition of Ba ferrite was studied by thermal gravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA) technology. The micro structural changes were analyzed using X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM) for the specimens annealed at different temperatures. The transition temperatures were 414.55℃ and 755.78℃ separately corresponding to BaFe2O4 and BaFe12O19. There were three types of microstructures for Ba ferrite ultrafine powder specimen annealed at 800℃. For the specimens annealed at different temperatures, there were different kinds of Ba ferrites. The ferrite powder consists of BaFe12O19 and BaFe2O4 for the specimen annealed at 800℃,and only BaFe12O19 can be found in the specimen annealed at 1000℃. The magnetic properties, σs and Hc of BaFe12O19 ultrafine powders are different from that of BaFe12O19 bulk material.     

正火处理对无取向50W470电工钢显微组织和磁性能的影响

为考察正火处理对某种卷取温度为680 ℃的冷轧无取向50W470低碳电工钢的显微组织和磁性的影响,对其热轧坯料进行了1000 ℃×0.5 min的正火处理,然后分别对无正火和有正火的热轧坯料进行了冷轧和退火加工.分析研究了正火处理对不同退火时间下材料晶粒尺寸的影响以及各工艺环节析出物尺寸分布,并测定了有无正火条件下材料的最终磁性.结果表明,正火处理使冷轧退火后材料的晶粒尺寸和析出物尺寸增大,从而使磁感应强度B50略有增高,铁损P15/50有较明显的降低.     

FePt/Au多层膜的结构和磁性能研究

采用磁控溅射在SiO2<0001>基片上制备了FePt(2nm)/Au(tnm)多层膜,将其在不同温度下进行热处理。利用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计和原子力显微镜对样品的结构和性能进行了研究。结果表明,沉积态样品具有超晶格结构,fccFePt和Au共格生长。经过较低温度热处理后,样品仍然保持超晶格结构。样品经400℃热处理后,开始发生有序化转变。经600℃热处理后,平行于膜面和垂直于膜面的矫顽力分别为811.7和829.2kA·m-1。当t=2.5nm时,最有利于L10-FePt相的形成。在磁化过程中,畴壁移动和磁矩转动机制共存。样品经热处理后,形成了均匀的薄膜。     

Ti衬底层对FePt颗粒膜的微结构和磁特性的影响

在室温下,应用对靶直流磁控溅射设备在普通玻璃基片上制备了FePt(30nm)/Ti(tnm)颗粒膜样品,随后,在真空中进行了原位退火.详细研究了Ti衬底层对FePt颗粒膜的微结构和磁特性的影响.X射线衍射图谱表明样品形成了较有序的L10织构,Ti和FePt形成了三元FePtTi合金.当Ti层厚度t=5 nm、退火温度Ta=500℃时,样品具有高度有序的L10织构、小的颗粒尺寸和优异的磁特性.矫顽力超过了6.7 kOe,饱和磁化强度为620emu/cc.并且具有较小的开关场分布.结果表明FePt/Ti颗粒膜系统可作为超高密度磁记录介质的候选者.     

Ti衬底层对FePt颗粒膜的微结构和磁特性的影响

在室温下,应用对靶直流磁控溅射设备在普通玻璃基片上制备了FePt(30nm)/Ti(tnm)颗粒膜样品,随后,在真空中进行了原位退火.详细研究了Ti衬底层对FePt颗粒膜的微结构和磁特性的影响.X射线衍射图谱表明样品形成了较有序的L10织构,Ti和FePt形成了三元FePtTi合金.当Ti层厚度t=5 nm、退火温度Ta=500℃时,样品具有高度有序的L10织构、小的颗粒尺寸和优异的磁特性.矫顽力超过了6.7 kOe,饱和磁化强度为620emu/cc.并且具有较小的开关场分布.结果表明FePt/Ti颗粒膜系统可作为超高密度磁记录介质的候选者.     

外加磁场对陶瓷复合材料性能的影响

在镍基高温合金等离子弧堆焊过程中引人横向交流磁场,利用磁场的作用来提高堆焊层的性能.在堆焊过程中,调节磁场参数和焊接工艺进行实验,测试了不同参数下的堆焊层硬度、磨损性能以及分析了其显微组织.结果表明,适当磁场参数产生的电磁搅拌可以细化堆焊层的组织,而且还能控制堆焊层中陶瓷复合材料的数量、形态及分布情况,从而改善了堆焊层金属的硬度和耐磨性.此外,电磁搅拌还能减小堆焊层化学成分不均匀性,提高堆焊层的塑性和韧性,降低结晶裂纹和气孔的敏感性,从而提高了堆焊层的综合力学性能.     

快淬速度对纳米晶复合Nd_(8.5)Dy_1Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)永磁材料磁性能和微观结构的影响

采用熔体快淬和随后的退火处理制备了Nd_(8.5)Dy_1Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)纳米晶复合永磁合金,研究了快淬速度对合金磁性能和微观结构的影响。随着快淬速度的增加,合金的磁性能呈现先升高再下降的趋势,当快淬速度为15 m/s时,合金有最佳的磁性能,B_r=0.70 T,H_(cj)=706.05 kA/m,(BH)_(max)=74.54 kJ/m~3。透射电镜的分析结果表明:合金的晶粒分布均匀,晶粒尺寸约为20 nm。三维原子探针的结果显示Zr元素在硬磁相Nd_2Fe_(14)B的晶界处富集,起到了抑制晶粒长大、细化晶粒的作用,从而提高了材料的磁性能。