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。     

共沉淀法制备的Cu掺杂ZnO体系的磁性

利用共沉淀法制备了Cu掺杂的Zn1-xCuxO(x=0,0.01,0.02)系列样品.利用X射线衍射仪(XRD)分析了样品的相成分,结果显示600℃烧结、掺杂浓度为1%的样品为单相纤锌矿结构,掺杂浓度为2%的样品出现第二相CuO.利用综合物性测试仪(PPMS)测量了样品的室温(300K)及低温(10K)磁性能,结果表明所有样品均呈室温铁磁性,掺杂浓度为1%、600℃烧结样品磁转变温度高于300K.最后简要讨论了铁磁性起因.     

钡铁氧体纳米微粒的微结构与磁性能

利用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了钡铁氧体纳米粉体,同时利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FSEM)研究了钡铁氧体的微结构及形貌.结果显示制备的样品为单相磁铅石型结构钡铁氧体,晶粒尺寸在50nm左右.另外,利用振动样品磁强计(VSM)研究了样品的室温及高温磁性能,结果表明钡铁氧体在室温时具有较高的矫顽力(μ0Hc=0.557T)和饱和磁化强度(Ms=64.34Am2/kg),纳米钡铁氧体的磁性能随温度的升高而降低,其居里温度约730K.最后,探讨了纳米钡铁氧体颗粒间的相互作用,纳米钡铁氧体颗粒间不存在交换耦合作用,而是以长程静磁相互作用为主,这对于提高垂直磁记录材料的信噪比是非常有益的.     

Co2+含量对钴铁氧体薄膜结构及磁性的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备了钴铁氧体CoxFe3―xO4(x=0.2~0.8)薄膜。分别用振动样品磁强计及X射线衍射仪对样品的磁性和结构进行了测量与分析。结果表明,随Co2 含量增加,样品中的尖晶石相衍射峰逐渐增强,至x=0.8时为单一的尖晶石结构。高Co2 含量(x>0.7)样品的饱和磁化强度和矫顽力随退火温度的升高呈上升趋势,630℃退火Co0.8Fe2.2O4薄膜矫顽力达156kA/m。Co2 含量的增加还可使晶粒细化。当Co2 含量x=0.8时,可同时获得好的磁性能及小的晶粒。     

高性能各向异性Sm_2Co_(17)纳米永磁材料的制备与表征

利用表面活性剂辅助高能球磨(SA-HEBM)分别制备了高性能的各向异性Sm2Co17纳米永磁粉末材料,然后对球磨产物进行超声波分散清洗。利用高速离心技术进行纳米颗粒分级,获得颗粒尺寸分布狭窄的纳米永磁颗粒,对所得粉末进行适当的快速热处理。分别采用扫描电镜、X射线衍射和振动样品磁强计分析、测试样品的显微形貌、相结构和室温磁性能。结果表明,粉末的厚度在80 nm左右,长度为亚微米级,具有高比表面积、强形状各向异性与磁各向异性;经过磁场取向后,Sm2Co17的易磁化轴和难磁化轴方向的室温矫顽力分别达到612.9 k A/m(7.7 k Oe)和278.6 k A/m(3.5 k Oe);表面活性剂在球磨过程中起到了重要作用。     

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。     

Zn2+对ZnxFe3-xO4铁氧体磁性与频谱特性的影响

采用化学共沉淀法制备了ZnxFe3-xO4(x=0．3-1．0)锌铁氧体，利用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和射频阻抗材料分析仪对样品结构和磁性进行了分析．结果表明，样品在1320-1400℃烧结能同时获得高的比饱和磁化强度和低的矫顽力．截止频率低于100MHz，磁谱曲线呈弛豫型．当样品中Zn^2 量x由0．3增加到1．0时，M3-x曲线呈现双峰，锌铁氧体发生亚铁磁性-反铁磁性-亚铁磁性的磁相转变．     

CoFe2O4铁氧体纳米颗粒的结构与磁性

用聚乙烯醇(PVA)溶胶-凝胶法制备出CoFe2O4纳米微粉,用X射线衍射(XRD)研究了Co铁氧体纳米颗粒的结构,用振动样品磁强计(VSM)测量了宏观磁性随焙烧温度的变化。随焙烧温度的升高,矫顽力下降,而饱和磁化强度升高。323~873K的变温穆斯堡尔谱测量发现纳米颗粒的磁转变温度TC在793~813K之间,比块体材料的磁转变温度要低。     

重掺杂Bi:YIG溅射薄膜的磁和磁光性能

用磁控溅射 快速退火晶化处理在YAG、Al2O3基片上制备了重掺杂Bi:YIG磁光薄膜,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、磁光克尔仪/光学分度计、振动样品磁强计(VSM)分别研究了薄膜的微结构、磁光性能和磁性能.薄膜的饱和磁化强度为135～139 kA/m,不同基片上制备的薄膜的矫顽力不同,薄膜的法拉第角在450～610nm的光波段范围内约为3～5°/μm;当退火温度在600℃时,在两种基片上制备的薄膜透射率谱非常相似,当退火温度为800℃时,在Al2O3基片上的薄膜透射率谱将出现一个台阶.     

焙烧对溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备的钡铁氧体粉体相成分与磁性能的影响

为了制备综合性能优良的钡铁氧体,利用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法,通过改变凝胶燃烧时间和焙烧条件制备了均相钡铁氧体粉末.用X射线衍射(XRD)仪、振动样品磁强计(VSM)、透射电镜(TEM)对热处理后的样品进行分析.结果表明,当柠檬酸/阳离子摩尔比为2.75、460℃燃烧1h、520℃预烧5h、880℃焙烧5h时,可制得单一均相BaFe12O19,该产物具有较高的矫顽力(459 kA/m)、饱和磁化强度(58.4A·m2/kg)和剩余磁化强度(34.8A·m2/kg).TEM照片显示晶粒度在30～80nm.通过本实验研究制得了磁性能优良、晶型完整的纳米钡铁氧体粉末.     

铌添加对（Nd0.4Pr0．6）9Fe76B15熔淬非晶合金晶化行为及矫顽力的影响

用熔淬法制备了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76-xNbxB15(x=0,2,3,4)非晶合金薄带,然后在600～740℃进行退火晶化.用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了添加Nb对快淬(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化行为和矫顽力的影响,发现Nb的添加改变了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15的晶化行为,并且极大地提高了合金的矫顽力.未添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化时,首先转变成(Nd,Pr)2Fe23B3亚稳相,在退火温度为640℃时,亚稳相开始分解为(Nd,Pr)2Fe14B和α-Fe两相组织,随着退火温度的进一步升高,合金中的(Nd,Pr)2Fe14B相开始减少,而室温非磁性相(Nd,Pr)1.1Fe4B4逐渐增多.添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe72Nb4B15非晶合金晶化时,先从非晶基体中析出α-Fe相,随着温度的升高,剩余的非晶相继续晶化形成(Nd,Pr)2Fe14B和Fe3B相.这说明添加Nb可以避免亚稳相的形成,促进(Nd,Pr)2Fe14B硬磁相的生成,同时细化了晶粒,改善了材料的磁性能,使合金矫顽力从未添加Nb的397.3 kA/m提高到了添加4at% Nb时的1091.2 kA/m.     

一族新型的三元R_2Fe_(17)N_(3-δ)化合物的磁特性

本文通过固—气相反应制备了一系列三元间隙氮化物R_2Fe_(17)N_(3-δ)(R=Ce,Pr,Nd,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu和Y)。这些氮化物的结构与原始化合物R_2Fe_(17)和Th_2Zn_(17)结构或Th_2Ni_(17)结构有关,但单胞体积增大了6～7％,居里温度上升了400K左右;通过氮化作用,Fe—Fe交换作用增强了1.8倍,而R—Fe交换作用没有什么变化。除Sm_2Fe_(17)N_(3-δ)之外,所有其它的氮化物在室温都显示出易基面各向异性,而Sm_2Fe_(17)N_(3-δ)则显示出很强的单轴各向异性,它可用作永磁体,Er和Tm的氮化物在室温下显示自旋再取向。铁原子亚点阵的各向异性是易基面的(在4.2K,Y Fe_(17)N_3的各向异性常数K_1=-1.3MJ/m~3),但用Co置换后,它改变符号,转变为易轴。(在4.2K,Y_2(Fe_(1-x)Co_x)_(17)N_(3-δ)(x≥0.2)的各向异性常数K_1≈1.0MJ/m~3)     

Ca~(2+)取代对SrCaLaCo铁氧体的微结构和磁特性的影响

用普通陶瓷工艺制备了分子式为Sr_(0.62-x)La_(0.38)Ca_xCo_(0.24)Fe_(0.14)~(2+)Fe_(11.62-σ)~(3+)O_(19)(x=0,0.2,0.4,0.6,缺铁量d=1.36)的SrCaLaCo铁氧体,研究了Ca~(2+)取代对材料微结构和磁特性的影响。实验表明,Ca~(2+)不仅进入晶格参与形成M型的六角铁氧体,而且还存在于晶界中影响晶粒的生长。当x=0.4时,预烧样品在1240℃时可形成单一的M相,比饱和磁化强度(σ_s)和矫顽力(H_(cj))达到最大,分别为69.3A×m~2/kg和334k A/m(4329Oe)。当烧结温度为1170℃×1h时,烧结样品获得最佳性能:剩余磁化强度B_r=445m T,矫顽力H_(cj)=420k A/m。     

（TbxNd1—x）2Fe14B各向异性和内禀矫顽力的研究

用脉冲强磁场磁测量系统,在77~300K温度变化范围内,测量了(Tb_xNd_(1-2))_2Fe_(14)B(x=0.00,0.05,0.1,0.2,0.4)系列样品的饱和磁化强度M_3,备向异性场H_A和内禀矫顽力H_(cf).结果表明,所测试的各个样品在低于一定温度下,它们的K_1值(K_1为各向异性常数)都变为负值,样品的易磁化方向从室温下的易轴(c轴)方向转出,而形成一个易锥面,开始出现易锥面的温度     

Ba取代对Sr-Ca-La-Co系六角铁氧体的微结构及磁特性的影响

采用Ba部分取代Sr制备(Ca0.37La0.38Sr0.25-yBay)Fe10.4Co0.24O19(y=0~0.04)铁氧体,研究了样品的磁特性和微结构。当y=0时,预烧样品在1250℃保温1.5h可形成单一的M相,比饱和磁化强度(σs)和矫顽力(Hcj)达到最大,分别为67.82 A·m2/kg和383.8kA/m。少量Ba(y≤0.04)取代Sr元素时,预烧样品依然为单一的M相。随着Ba2+取代Sr2+的增加,预烧样品的比饱和磁化强度(σs)上升,在y=0.04时达到最大,从67.82A·m2/kg增加到69.53 A·m2/kg,矫顽力略有下降。当烧结温度为1170℃(保温1.5h)时,样品的剩余磁化强度(Br)随着y的增加而上升。在y=0.03时获得最佳磁性能,Br=450mT,Hcj=412kA/m,(BH)max=38.2 kJ/m3,通过Ba元素取代,能同时提高Br和Hcj。但取代量过多时Br和Hcj会下降。     

基片温度对Fe-N化合物薄膜制备及磁性能的影响

用X射线衍射仪和振动样品磁强计研究了双离子束溅射法制备的Fe—N薄膜的相组成和磁性能。结果表明,基片温度对不同基片上制得的薄膜的结构和磁性能有显著影响。基片温度为250℃和300℃时,在(111)硅片基片上制得无晶粒择优取向的单—γ″—Fe4N相;基片温度为160℃时,可在玻璃基片上制得具有(100)面晶粒取向的单一γ′—Fe4N相薄膜。薄膜磁性测量表明,与无晶粒择优取向的γ′—Fe4N相比较,具有(100)面晶粒取向的γ′—Fe4N相的矫顽力较低,易达到磁饱和,但二者的饱和磁化强度基本一致。     

Cu和Cr缓冲层对SmCo_5薄膜微观结构和磁性能的影响

利用新型AE(Advanced Energy)脉冲电源采取共溅射的方式在Si片上制备不同结构的Cr/SmCo_5/Cr和Cu/SmCo_5/Cr薄膜,并分别研究Cu和Cr缓冲层对SmCo_5薄膜磁性能和微观结构的影响。以Cu作为缓冲层时,在优于2×10―5Pa的真空环境下通过对样品在650℃退火60min,可以获得较良好的硬磁性能,垂直膜面的矫顽力可以达到1308Oe。以Cr作为缓冲层时,在低于2×10~(-5)Pa的真空环境中,且在650℃退火60min便制备出样品。随后分别改变Cr缓冲层的厚度和SmCo_5的厚度并观察其对Cr/SmCo_5/Cr的磁性能的影响。     

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。     

Sr1-xLaxFe12-yCoyO19铁氧体的结构与磁性

采用陶瓷法制备了La3 、Co2 取代的Sr1-xLaxFe12-yCoyO19各向异性烧结锶铁氧体材料.实验发现,随着取代量y的增大,样品Sr1-xLaxFe12-yCoyO19 (x=0.18,x > y)的晶格常数a基本保持不变,晶格常数c逐渐减小,而磁感应矫顽力Hcb和比饱和磁化强度σs显著增大,内禀矫顽力Hcj先增大后减小.结果表明样品Sr1-xLaxFe12-yCoyO19 (x =0.18,x > y)具有良好的磁性能.     

Sr~(2+)取代对Z型六角铁氧体性能的影响

采用固相反应法制备Z型六角铁氧体(Ba1-xSrx)3Co2Fe24O41材料。研究了Sr2+取代对Z型六角铁氧体显微结构和电磁性能的影响。结果表明,Sr2+取代量x≤0.5时,随着取代量的增加,平均晶粒尺寸和烧结密度增加,1200℃烧结时,材料的起始磁导率从x=0的4.8增加到x=0.5的16.5,同时矫顽力减小;进一步增加取代量时,材料的起始磁导率下降,并且其矫顽力增大。x=0.5时,材料具备高的磁导率(1250℃烧结时为17)、较高的截止频率fr和磁品质因数Q,以及较低的矫顽力Hc。