稀土超磁致伸缩材料的发展

本文简要综述了稀土超磁致伸缩材料的发展和现状,着重评述了Terfenol—D材料的性能以及制备工艺和组织结构对其影响,指出了今后尚需注意的一些问题。     

稀土超磁致伸缩器件的设计与应用

本文对稀土超磁致伸缩材料的性能作了扼要的介绍以后,重点介绍了用此材料进行器件设计中应注意的同题以及已有和可能的应用领域。     

稀土超磁致伸缩材料发展概况

讨论了磁致伸缩效应的来源,介绍了稀土超磁致伸缩材料的特性和应用及目前的研究现状,重点评述了稀土超磁致伸缩材料的各种制备工艺和技术关键,介绍了"一步法"新工艺的特点,指出了今后的研究方向和工作重点。     

超磁致伸缩材料的研究新进展

近年来,稀土超磁致伸缩TbDyFe材料的研究进展迅速,既有新的研究方向如材料力学性能、合金的凝固过程、磁畴取向的分布、组分处于准同型相界的合金的性能等,也有传统的如热处理时施加高磁场及应力处理、新热处理方法等方面。此外,科研人员不断开发出新的稀土超磁致伸缩材料合金体系,即不同元素对TbDyFe体系的部分取代与添加,主要有Pr、Nd、Sm、Gd、Ho和Er等稀土元素及第八族的Co元素。     

超磁致伸缩材料的制备技术研究进展

指出超磁致伸缩材料的制备工艺、性能优化,磁 机耦合过程的理论分析与实验研究,是超磁致伸缩材料研究的两大主题.定向凝固技术是目前国内外广泛采用的超磁致伸缩材料的制备方法.较全面地评述了各种传统的定向凝固技术和新型定向凝固技术的原理和工艺技术特点及存在的问题,提出了一种新的改进型定向凝固技术.     

稀土超磁致伸缩材料致动器的动力学特性分析

研究了超磁致伸缩微位移致动器的非线性动力学特性， 以应用于精密机械加工的微进给系统的稀土超磁致伸缩微位移致动器设计及实验数据为基础分析了碟．簧非线性刚度对微位移致动器动力学特性的影响。     

TbDyFe超磁致伸缩材料机电耦合特性实验研究

主要讨论了ＴｂＤｙＦｅ超磁致伸缩材料电磁与机械耦合特性实验的若干问题，建立了电磁与机械耦合系统的物理模型并应用阻抗分析方法得到了相应的等效电路，设计制作了实验装置，测定了在电磁场与应力场共同作用下Ｔｂ，Ｄｙ１－ｘ，Ｆｅ２－ｘ三元稀土合金超磁致伸缩棒的机电耦合系数与电磁与机械耦合系统振动频率等，所得结果为进一步研制稀土超致伸缩换能器提供了重要的实验依据。     

TbDyFe超磁致伸缩材料机电耦合特性实验研究

主要讨论TbDyFe超磁致伸缩材料电磁与机械耦合特性实验的若干问题,建立了电磁与机械耦合系统的物理模型并应用阻抗分析方法得到了相应的等效电路．设计制作了实验装置,测定了在电磁场与应力场共同作用下TbxDy1-xFe2-s三元稀土合金超磁致伸缩棒的机电耦合系数与电磁与机械耦合系统振动频率等．所得结果为进一步研制稀土超磁致伸缩换能器提供了重要的实验依据．     

稀土超磁致伸缩复合材料的制备工艺、组织及磁致伸缩性能

采用粘结技术制备出了性能良好的稀土超磁致伸缩复合材料,研究了合金含量、粉末粒度、磁场取向、粉末表面处理及样品密度对磁致伸缩性能的影响规律。结果表明:当粉末颗粒为200μm～450μm、含量为90%时,经表面处理且磁场取向的超磁致伸缩复合材料具有最佳的磁致伸缩性能,其饱和磁致伸缩量λs达798×10-6,抗压强度达98.69MPa。同时采用真空镀金技术对样品的体积电阻率进行了粗略的测量,其电阻率>5000×10-6Ω·m,比合金棒的电阻率至少高4个数量级。     

双向定向凝固超磁致伸缩材料的磁性能研究

采用电弧熔炼-定向凝固法,得到了具有穿晶形态的双向(径向和轴向)定向多晶稀土超磁致伸缩材料。对试样横截面和纵截面X射线衍射实验证实,我们制备的GMM棒在轴向和径向同时具有良好的择优取向。测试了材料的压应力效应,当压应力为29.7MPa时,材料的饱和磁致伸缩达到1481×10-6,与0MPa时相比增加了510×10-6。测量了材料的逆磁致伸缩效应;用自行设计的方法测量了材料的损耗。对上述效应进行了分析讨论。     

基底温度对反应磁控溅射氮化铝薄膜的影响

采用反应磁控溅射法结合加热控温电源,在光学玻璃基底上制备氮化铝(AlN)薄膜,通过X射线衍射(XRD)技术对薄膜样品物相结构进行分析,利用纳米压痕仪测试薄膜样品的硬度及弹性模量,用椭圆偏振仪及光栅光谱仪测试了薄膜样品的光学性能,分析和研究了基底温度对AlN薄膜的结构及性能的影响.结果表明,用此方法获得的AlN薄膜呈晶态,属于六方晶系,温度对AlN(100)面衍射峰强度影响不大,但对(110)面衍射峰的影响较大,因而温度对AlN的择优取向有一定影响.AlN(100)峰半高宽随温度升高而减小,表明晶粒尺寸随温度升高有变大趋势.随沉积温度升高,薄膜硬度从150℃的8 GPa增加到350℃的10 GPa左右,随基底温度升高,薄膜的硬度增加.弹性模量随温度的变化趋势与硬度的基本一致.在可见光区域AlN薄膜透过率超过90％,基本属于透明膜.基底温度对薄膜折射率也有较明显影响,折射率大致随温度升高而增大,但由椭偏测试及透射谱线分析得到的厚度结果表明,随温度升高,AlN薄膜的沉积速率下降.     

工艺条件对直流磁控溅射沉积ITO薄膜光电特性的影响

研究了采用直流磁控溅射法制备ITO透明导电膜时温度、靶材、氧压比、溅射气压、溅射速率等工艺条件对ITO膜电阻率和可见光透过率等光电特性的影响。实验结果表明,用ITO陶瓷靶溅射镀膜要比In-Sn合金靶好,特别是在电阻率上,前者要低一个数量级左右;并由实验结果得到,当温度330℃,氧氩比1/40,溅射气压0.45 Pa和溅射速率23 nm.min-1左右时,可获得薄膜电阻率1.8×10-4Ω.cm,可见光透过率80%以上的最佳光电特性参数。     

不同S值磁控阴极溅射沉积Mo薄膜的结构与性能研究

在室温下,利用不同磁感应强度相对分布因子S的磁控阴极溅射沉积了金属Mo薄膜.实验研究了磁控阴极S值对放电参数、Mo薄膜的结构、形貌及性能的影响.分别利用XRD,SEM和四探针技术对Mo薄膜的相结构、表面和截面形貌及电阻率进行表征分析.结果表明,随着磁控阴极S值的增加,Mo靶放电电压降低,而放电电流增加;不同S值的磁控阴极沉积的Mo薄膜均呈现多晶结构,且具有柱状生长特征;随着磁控阴极S因子的增加Mo膜的厚度和电导率呈现先增加而后减小的变化规律,电阻率最小可达4.9×10-6Ω·cm.     

磁控溅射AuNi5的热处理

采用磁控溅射方法制备了AuNi5/Ni两层复合材料中的AuNi5膜层，并对样品进行退火处理。应用金相显微分析，划痕法和SEM，研究了AuNi5膜层的结构及性能特点，经退火后，分析了AuNi5膜层与Ni基体层间的元素互扩散，结合强度及应力与热处理工艺的关系。Ni层的处理和表面状态对AuNi5膜层和Ni金属层间的结合强度有重要的影响。     

磁控溅射Ti/WO_3薄膜的微结构及光学性能

采用直流反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备不同氧分压的Ti掺杂的WO3薄膜。用X射线衍射(XRD)、分光光度计、台阶仪等对薄膜的结构、光学性质进行表征;分析不同的氧分压对气敏薄膜透光率和结构的影响。结果表明,氧分压增大,膜厚减小,薄膜的平均晶粒尺寸增大,晶面间距增大,光学带隙变小。并用包络线法和经验公式法计算出薄膜的光学常数,结果表明,折射率和消光系数随氧分压的增加而增大。     

工艺参数对非平衡磁控溅射Ti/TiN/Ti(C,N)薄膜硬度的影响

 采用中频非平衡磁控溅射工艺，在316L不锈钢、高速钢和硬质合金3种基体材料上制备Ti/TiN/Ti(C,N)膜系的硬质薄膜。通过改变工作气氛、基体负偏压等工艺参数，对制备薄膜的硬度进行检测分析，结果表明：在Ti(C,N)薄膜的制备中，工作气氛和基体负偏压是影响薄膜硬度的主要因素。当工作气体的通入比例C2H2/(N2+Ar)＜1/9时，薄膜硬度较高。当通入的乙炔(C2H2)流量增加时，会明显降低薄膜硬度。当基体负偏压在一定范围内增加时，薄膜硬度随之逐渐提高；当负偏压增加到200 V时，薄膜硬度最大；负偏压超过200 V，薄膜硬度明显下降。基体材料对薄膜硬度的影响较大，在不同基体材料上镀制同一种硬质薄膜时，薄膜硬度不同；3种基体材料上沉积薄膜的硬度数316L不锈钢基体上的薄膜硬度最低。     

沉积压力对磁控溅射Mg薄膜结构的影响

采用直流磁控溅射方法在氧化锆固体电解质表面制备了Mg金属薄膜,利用XRD和SEM研究了沉积压力(0.9～2.1Pa)对薄膜形貌和结构的影响.结果表明:随着沉积压力的提高,薄膜结晶程度逐渐变差,晶粒尺寸减小,表面粗糙度增大;薄膜呈(002)择优生长的柱状晶结构,且随着沉积压力的提高薄膜厚度先增加后减小.     

磁控溅射制备钛基薄膜研究进展

磁控溅射技术是制备钛基薄膜常用的方法。本文综述了磁控溅射法的基本原理、特点及方法种类,并总结了磁控溅射法制备TiO_2、TiN、TiC薄膜和Ti复合薄膜的最新研究进展,最后展望了磁控溅射技术制备Ti基薄膜的发展方向。     

溅射法镀二氧化钛薄膜靶材及工艺研究进展

介绍了溅射法镀膜的基本原理，阐述了溅射法镀二氧化钛薄膜用靶材及相应溅射镀膜工艺的研究现状。溅射镀Tio2薄膜用靶材主要有金属钛、二氧化钛和“非化学计量”二氧化钛靶材3大类。由于钛的氧化态及靶材导电性不同，它们对溅射工艺（如溅射气氛等）有一定具体的要求，通过对靶材和相应工艺进行分析比较，指出应用“非化学计量”靶材是溅射法制备二氧化钛薄膜技术发展的重要方向。     

溅射参数对SmCo/Cr薄膜铬底层晶面取向及磁学性能的影响

采用直流磁控溅射法制备SmCo／Cr薄膜磁记录材料，通过改变Cr底层制备过程中的功率、靶基距、溅射压强和溅射时间，得到了磁性能不同的SmCo／Cr薄膜。利用X射线衍射法对Cr底层晶面取向和磁控溅射参数之间的关系进行了研究，结果表明：如果改变溅射参数，使沉积cr原子获得较大的能量，则有利于Cr底层最终以(110)晶面择优取向。本实验中Cr底层以(110)晶面择优取向的最佳实验条件为：溅射功率在50～70w左右，靶基距为6cm，压强为0．5Pa，溅射时间为15min。利用振动样品磁强计(VSM)测定SmCo／Cr薄膜的磁学性能，结果表明，如果Cr底层能以(110)晶面择优取向，所得到的SmCo／Cr薄膜的磁学性能较好。