Ta取代对纳米复合NdFeB合金的影响机理研究

用熔体快淬法(meltspinning)制备了Nd9Fe86-xB5Tax(x=0,1,2,3)直接淬火纳米晶和部分非晶薄带,研究了过渡族元素Ta取代对纳米复合NdFeB/α-Fe合金组织和性能的影响。结果发现,对于直接淬火纳米晶合金,1%的Ta取代能提高材料的矫顽力和最大磁能积,Ta含量超过1%材料的综合磁性能反而降低。但是,Ta取代并没有起到细化晶粒的效果。为了解Ta取代的作用,研究了部分非晶合金的晶化行为。结果表明,Ta取代明显提高了Nd2Fe14B相的晶化温度,含Ta合金性能降低的主要原因可能是Ta推迟了硬磁相的晶化过程,导致了软磁相的过分长大。同理可解释部分非晶合金经热处理后磁性能远远低于优化的直接淬火纳米晶合金。     

添加Ta对Fe-N薄膜结构和磁性的影响

用反应溅射法制备Fe-N薄膜和不同Ta含量的Fe-Ta-N薄膜。研究了这些薄膜的结构和磁性与Ta含量的关系。实验发现,Ta的加入有利于抑制薄膜中γ-Fe4N相的生成。加入的Ta部分取代了α-Fe晶格中的Fed原子形成了α-Fe(Ta)固溶体,部分则沉积在α-Fe晶粒边界与N生成TaN化合物,抑制了α-Fe晶粒在热处理过程中的长大,提高了薄膜的结构和磁性的稳定性。     

热处理温度对Fe_(83.5)B_(15)Cu_(1.5)合金结构及性能影响

通过熔体快淬法制备具有(200)取向α-Fe晶粒的Fe83.5B15Cu1.5非晶纳米晶合金,并重点研究了在制备过程中α-Fe晶粒的产生以及贴棍面和自由面对合金结构与磁性能的影响规律。研究表明,Fe83.5B15Cu1.5合金在熔体快淬之后具有大量(200)择优方向的α-Fe晶粒。晶化热处理之后,贴辊面的微观形貌主要是球形纳米颗粒,而自由面的微观形貌主要是长度为200~300nm的片状多孔结构。经过热处理(温度390℃,保温时间10min)之后可获得最佳磁性能为:饱和磁感应强度Bs=1.83T,矫顽力Hc=8.7A/m。本研究对Fe基非晶合金软磁材料的发展具有积极意义。     

新型纳米晶软磁合金及其应用(一)

最近十年来纳米磁性材料已经获得了广泛的应用.本文详细论述了由两个铁磁相组成的新型纳米晶软磁合金在理论研究和实际应用方面所取得的重要成果.重点介绍了随机各向异性模型在解释这类纳米晶软磁合金的微结构特征和磁性能方面的成功应用,以及各种纳米晶软磁合金,包括Fe-Si-B-Cu-Nb纳米晶合金、Fe (Co)-Zr-B-(Cu)纳米晶合金、Fe-M-N, C (M = Zr, Hf, Ta, Nb)薄膜、软磁颗粒膜、双相非晶态薄膜和磁性多层膜作为高频软磁材料应用的最新进展情况.     

FeCoAlN软磁薄膜的制备与性能

采用磁控溅射法在Ar+N2的混合气氛中制备FeCoAlN薄膜,并对其进行磁场真空热处理,以研究薄膜的结构、磁性及热稳定性。当N2与(N2+Ar)的流量比为9%时制备的薄膜具有良好的软磁性能。随着Al含量的增加,薄膜的热稳定性明显得到改善。Al含量为13.5%的(Fe64.8Co35.2)AlN薄膜在400℃真空磁场热处理60min,仍然具有良好的软磁性能,其饱和磁化强度μ0Ms为1.2T,易轴矫顽力为0.68kA/m,各向异性场为2.8 kA/m。     

NiFe层溅射气压对顶部钉扎NiFe/FeMn薄膜静态磁性能的影响

用直流磁控溅射制备了系列Ta/NiFe/FeMn/Ta薄膜样品。利用振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射(XRD)等手段研究了溅射气压对NiFe层交换偏置场、矫顽力、截止温度的影响。结果表明,交换偏置场随NiFe层溅射气压和NiFe层厚度的增加均减小;在较低的NiFe层溅射气压下,可以获得具有较高交换偏置场He和较低矫顽力Hc的样品;截止温度Tb随着NiFe层溅射气压的减小而增高。通过对比研究0.8Pa、0.4Pa、0.2PaNiFe层溅射气压下NiFe/FeMn薄膜的静态磁性及微结构变化,发现以上现象是由于在较低的溅射气压能够获得较好织构的NiFe(111),进而诱导出较好取向的FeMn(111)。取向良好的NiFe/FeMn薄膜产生较大的交换偏置场和较小的矫顽力及更高的截止温度。     

磁场热处理对非晶/纳米晶软磁材料性能的影响

磁场热处理能够明显改变非晶/纳米晶软磁材料的磁性能。分别从矫顽力、磁导率、饱和磁致伸缩系数及铁损等方面总结纵向磁场处理、横向磁场处理和旋转磁场处理对非晶纳米晶材料软磁性能的影响。通过对比分析,为非晶纳米晶软磁材料选择合适的处理工艺提供参考依据。横磁处理可降低铁损,作为制备高效非晶纳米晶变压器铁心处理工艺,有望促进全球能源互联网建设,推动经济和社会可持续发展。     

热处理温度对NdFeB稀土永磁薄膜磁性能的影响

采用直流磁控溅射法制备NdFeB稀土永磁薄膜,并对其进行了退火热处理,主要考察了热处理温度对薄膜磁性能的影响.结果表明,热处理后的薄膜磁性能显著提高,随热处理温度的升高,薄膜的磁性能逐渐升高,但当温度上升到700℃时,薄膜的磁性能迅速下降.在热处理温度为650℃时,薄膜的最佳磁性能为,矫顽力Hc=650kA/m,剩余磁感应强度Br=0.72T,最大磁能积(BH)max=74kJ/m3.     

Co0.7Fe2.3O4纳米晶颗粒与薄膜的结构及磁性

用化学共沉法制备了纳米Co0.7Fe2.3O4粉末,用射频磁控溅射镀膜法制备了纳米结构的Co0.7Fe2.3O4薄膜。采用X射线衍射仪及振动样品磁强计对不同热处理温度的样品进行了结构和磁性分析,结果显示,Co0.7Fe2.3O4薄膜的比饱和磁化强度略低于粉体材料,矫顽力高于粉体材料,并且晶粒明显细化。650℃退火薄膜具有最大矫顽力125.2kA·m-1。550℃退火薄膜可同时获得较高的矫顽力和较高的比饱和磁化强度。Co0.7Fe2.3O4薄膜还具有平行膜面方向的择尤取向。     

B含量对Nd_2Fe_(14)B/Fe_3B复合永磁材料微观结构和磁性能的影响

用熔淬法制备非晶带、再进行晶化处理,制备了纳米晶复合Nd4.5Fe77+xB18.5-x (x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4)永磁磁粉,然后以环氧树脂为粘结剂制备粘结磁体.研究了B含量对材料磁性能和微观结构的影响.结果表明,随着B含量的提高,Nd4.5Fe77+xB18.5-x 粘结磁体的剩磁、矫顽力和磁能积都先增大后减小.适量的B可以细化复合材料的晶粒,改善微观结构,提高磁体磁性能;B含量过高使复合材料的晶粒长大,出现Nd1.1Fe4B4富B相,导致磁体磁性能下降.当B含量为18.3at%时,粘结Nd4.5Fe77.2B18.3磁体具有最佳磁性能:Br=0.88 T,Hcj=257kA/m,(BH)m=57kJ/m3.     

高矫顽力SmCo（Al，Si）／Cr薄膜的研究

通过对磁控溅射条件的优化,制备出了较理想的SmCo(Al,Si）/Cr硬盘磁记录介质,退火处理后又得到较好的硬磁薄膜。结果指出,在Sm含量（摩尔分数）为31.6%,Cr缓冲层为66nm,Sm(Co,Al,Si）5磁性层为30nm的条件下,制得的Sm（Co,Al,Si）5/Cr薄膜的矫顽力Hc为187.8kA/m,剩磁比S=Mr/Ms≈0.94。在500℃退火25min后,矫顽力Hc达到1042.5kA/m,剩磁比S≈0.92。     

Fe:SmCo(Cr)薄膜的结构、磁性能与磁光克尔效应

利用脉冲激光沉积工艺,分别在单晶Si(100)衬底和玻璃(Si O2)衬底上制备Fe:Sm Co/Cu(Cr)薄膜,研究了Fe掺杂对Sm Co薄膜结构、磁性能与磁光效应的影响。实验发现,衬底对Fe掺杂Sm Co薄膜性能有很大影响,Si衬底薄膜的矫顽力和饱和磁化强度均优于玻璃衬底样品;同时退火温度也会影响Fe掺杂Sm Co薄膜形貌及磁性能,高温退火后,Sm Co衍射峰得到了增强,尤其是Sm Co5的(001)、(002)和(003)衍射峰最为明显,这是由于高温退火后Cu(111)衍射峰增强的缘故。同时发现,退火后的Si O2衬底与Si衬底样品的磁性和磁光效应均得到增强,但Si O2衬底的矫顽力Hc变化更明显,这是因为较高的表面应力会导致样品的矫顽力增强。因此可以通过调节Fe含量来控制样品的磁光性能,这就为优化Sm Co薄膜作为磁光存储介质的性能指出了一个研究方向。     

退火温度对Co_2FeAl薄膜磁与结构特性的影响

用磁控溅射法制备了一系列Co_2FeAl合金薄膜,并进行了退火处理。利用振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射(XRD)对样品进行表征,研究了溅射功率和退火温度对Co_2FeAl薄膜磁与结构特性的影响。高功率下制备的沉积态薄膜就具有强磁性,同时也具有单轴磁各向异性;而对应的低功率下制备的沉积态薄膜则呈现出弱磁性。300℃退火后出现单轴磁各向异性;700℃退火后,所有薄膜均表现为磁各向同性。随着退火温度的升高,薄膜的矫顽力变大。X射线衍射分析表明,随着热处理温度升高,薄膜的晶粒尺寸增大,从而导致晶粒间磁耦合作用增强,这与薄膜的磁特性结果相一致。     

退火时间对FeGaB/Al2O3多层薄膜性能的影响

现代电子元器件的高速发展,以及磁性元器件小型化、集成化需求日益增长,推动了纳米级磁性功能薄膜材料的研究。以高饱和磁致伸缩系数、低矫顽力的FeGaB薄膜材料为研究基础,以提高薄膜软磁性能为目标,使用脉冲激光沉积系统制备了FeGaB/Al2O3复合多层薄膜,发现在350℃的生长环境下,未退火的样品成膜质量较好,但软磁性能一般。为了提高磁性能,进行一组不同退火时间下的退火实验,实验发现样品的铁磁共振线宽较大,且退火时间对吸收峰强度影响较大。     

添加Nb对Nd-Fe-B铸态合金组织及磁体磁性能的影响

对添加Nb的Nd-Fe-B铸态合金的结晶状态、磁体的显微组织形貌、磁性能等进行了详细研究。研究发现：添加Nb使Nd-Fe-B铸态合金的片状晶尺寸明显变小,Nd-Fe-B磁粉的抗氧化性能提高,磁体的晶粒结构均匀一致,不含Nb的Nd-Fe-B磁体晶粒的大小、形状差异非常大,其显著微结构出一种类似“闭窝”状的结构。这种结构使Nd-Fe-B磁体的磁性能恶化。添加一定量的Nb元素后,这种“团窝”状结构消失,磁体的晶粒更加规则,组织结构晚加均匀。采用常规的湿法制粉工艺,用Nb含量（摩尔分数）为0．44％的Nd-Fe-B合金得到了（BH）max为336kJ/m^3(42.1MGOe)的烧结磁体,而相同成分的不含Nb磁体的最大磁能积吸194kJ/m^3。     

溅射功率对CoFeB薄膜磁与结构特性的影响

以不同功率溅射制备了CoFeB合金薄膜样品并在高真空下退火处理。发现低功率生长的薄膜始终具有磁各向同性,而高功率生长的薄膜随着退火温度的升高,由起始的单轴磁各向异性逐渐向磁各向同性转变。X射线衍射分析也印证了CoFeB薄膜随退火温度的升高,薄膜由非晶态逐渐向结晶态转变。当退火温度高于400℃时,低功率生长的CoFeB样品的矫顽力大于高功率生长薄膜的矫顽力。同时发现低功率生长的CoFeB的(110)峰值高于高功率生长的样品峰值,表明低功率生长的薄膜晶粒尺寸更大。     

磁场溅射+磁场退火对Ce_9Fe_(91)薄膜高频软磁性能的优化

为了研究磁场溅射和磁场退火对材料磁性能的影响,用磁控溅射制备了几组CeFe薄膜,分别为衬底不加磁场的样品(No)和溅射时衬底加磁场的样品(FS),No和FS样品在外部磁场作用下分别在260℃、360℃热退火处理得到的样品。通过比较磁滞回线和高频磁谱,发现No样品磁退火之后各项性能几乎没变化。而磁场溅射的样品矫顽力更大,面内单轴各向异性场也更大,共振频率变化不大。磁场溅射之后再磁场退火显著地降低了CeFe薄膜的矫顽力,增大饱和磁化强度,增高共振频率。因此最有效的方法是同时利用磁场溅射和磁场退火来提高CeFe薄膜的软磁特性和高频截止频率。     

退火对Fe_(80)Pt_(20)薄膜结构和磁性的影响

用射频磁控溅射方法在玻璃基片上制备厚度为100 nm的Fe80Pt20薄膜,研究了退火对其结构和磁性的影响。随着退火温度的升高,观察到了Fe80Pt20薄膜从fcc相到可能的hcp相的相变。并且,当退火温度高于653 K时,薄膜的饱和磁化强度和矫顽力都发生显著的变化。不同温度退火薄膜的饱和磁化强度与温度的关系曲线也表明了这一相变。     

高矫顽力CoFe2O4薄膜的研究进展及矫顽力机理分析

矫顽力是钴铁氧体薄膜作为高密度磁记录以及磁光记录介质的重要指标.本文综述了激光脉冲沉积法和磁控溅射法制备的高矫顽力(大于400kA/m)钴铁氧体薄膜材料的国内外研究进展,并对其高矫顽力的产生机理进行了分析.     

镉镍电池正极浸渍液中硅含量的测定

研究与运用一氧化二氮-乙炔火焰原子吸收光谱法进行镉镍电池正极浸渍液中硅含量的测定。介绍了硅的最佳测定条件及呈良好线性范围的浓度,并对试样的样品消化处理条件、样品在测定中的干扰因素进行了综合考虑。该方法灵敏度高,干扰小,选择性和重现性好。同时具有方法步骤简单、操作容易掌握、分析周期短等优点。硅的测定方法相对标准偏差小于1．0％（n＝8）;标准加入回收率均在97．0％～103．0％（n＝5）范围内。结果表明：运用一氧化二氮-乙炔火焰原子吸收光谱法进行镉镍电池正极浸渍液中硅含量的测定,完全适用于实验室质量控制的要求。同时提供了一种非常实用的仪器分析方法。