磁控溅射法制备铁氧体薄膜的磁性能研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米晶镍锌钴铁氧体/二氧化硅复合粉体,并将该粉体制成靶材.采用磁控溅射法在单晶硅基底和玻璃基底上沉积镍锌钴铁氧体复合薄膜,并对其进行磁性能研究.研究结果表明:镍锌钴铁氧体/二氧化硅复合薄膜具有较好的软磁性能;在相同的溅射条件下,两种基片上的薄膜的矫顽力都较小,但硅基片上薄膜的饱和磁化强度较玻璃基片上的大,软磁性能更好;经后退火处理,薄膜的饱和磁化强度得到明显地提高,软磁性能得到改善.     

磁响应分离膜研究进展

随着智能材料和纳米技术的发展,具有刺激响应的新型功能膜材料是膜分离技术发展的主要方向之一。磁响应分离膜是一种由磁性颗粒和聚合物高分子混合制备的,可以对磁场刺激产生响应的分离膜。磁响应分离膜兼具膜分离技术的低能耗、高效率等优点和磁性颗粒的磁性响应和催化性能等。磁性颗粒对磁场的响应不仅会影响膜的结构和分离选择性,还会改变膜材料的润湿性以及提高膜抗污染性能。本文从共混法、涂层法、接枝法和原位生长法对磁响应分离膜的制备方法展开论述,介绍了不同制备方法的优缺点及未来发展方向。从调控膜表面润湿性、调控膜抗污染性、调控膜孔径三部分对磁响应分离膜的磁场响应机理进行了详细阐述。并从过滤、吸附、降解、交换分离四方面对磁响应分离膜的应用领域展开论述。最后对磁响应分离膜的发展进行了总结,并对其发展前景进行了展望。     

夹心结构FeNi/Cu／FeNi多层膜巨磁阻抗效应的研究

采用MEMS技术在玻璃基片上制备了夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜,在100KHz-40MHz范围内研究了FeNi/Cu/FeNi多层膜中的巨磁阻抗效应特性。当磁场Hext施加在薄膜的长方向时,巨磁阻抗效应随磁场的增加而增加,在某一磁场下达到最大值,然后随磁场的增加而下降到负的巨磁阻抗效应。在频率为5MHz时,巨磁阻抗效应在磁场Hext=800A/m时达到最大值25．2％;在磁场Hext=9600A／m时,巨磁阻抗效应为-7．3％。巨磁阻抗效应的最大值及负的巨磁阻抗效应与多层膜中磁各向异性轴的取向及发散有关。另外,当磁场施加在薄膜的短方向时,薄膜表现出负的巨磁阻抗效应,在频率5MHz、磁场Hext=9600A/m时,巨磁阻抗效应可达-19．3％。     

Co/BaTiO_3复合薄膜的逆磁电效应

采用脉冲激光沉积和磁控溅射方法,在取向为(111)的SrTiO3单晶基底上生长不同厚度的Co/BaTiO3复合薄膜。其中,BaTiO3层厚度分别为60、120、180nm。利用铁电测试仪和磁光Kerr磁性测量计表征复合薄膜的铁电性能和磁性能。在垂直于复合薄膜表面方向施加动态电压,并同步采集磁光Kerr信号,表征了复合薄膜的逆磁电效应。结果表明:随着BaTiO3层厚度的增大,SrTiO3基底传递给BaTiO3薄膜的应变逐渐释放,铁电性能无明显变化。Co膜磁性良好,饱和磁场为3 980A/m,矫顽场为3 105A/m。随着BaTiO3层厚度的增加,复合薄膜表现出形状不同的电压调控的Kerr信号曲线,表明逆磁电耦合效应与BaTiO3层传递给Co膜的电致应变密切相关。     

磁场下电沉积制备Co-Pt-P磁性薄膜

在磁场下电沉积制备Co-Pt-P磁性薄膜。研究了电流、温度、磁场强度对薄膜性能的影响。结果表明:磁场对镀层的成分、微观结构及磁性能有一定程度的影响。     

淀粉分子磁化修饰及其再生膜材料制备

以高直链淀粉（HS）为原料，通过“还原胺化-点击化学法”在其还原性端的潜在醛基上进行磁化分子修饰，得到具有磁性的变性淀粉（MMS），并在外磁场作用下制备再生淀粉膜。具体包括在HS分子唯一的潜在醛基上引入炔基，对四氧化三铁粒子（MNP）进行硅烷包覆得到叠氮化磁体粒子（azide-MNPs），两者经点击化学反应得到分子链末端带磁的变性淀粉。借助XRD、FTIR、NMR和MALDI-TOF MS对产物进行结构表征，结果表明，磁体粒子精准接枝到高直链淀粉分子还原末端，得到目标产物MMS。再生淀粉膜性能测试结果表明，在外磁场诱导条件下MMS逐渐趋于分子有序排列，制得的再生淀粉膜较纯CMS淀粉膜断裂伸长提升49.5%，断裂强度提升88.3%，短程有序程度提高。该文为基于外加磁场下的淀粉再生膜结构设计和力学性能调控提供了新思路。     

磁性液体在外施磁场下的方向性弱絮凝行为

磁性液体是一种高分子稳定胶体,实验观察发现磁性液体在外施磁场作用下,磁性颗粒沿着外磁场方向形成一定有序排列的球链簇,却又不是絮凝使胶体系统失稳,显示出与其它胶体系统的不同之处。在一般胶体系统中弱絮凝行为表现不明显,不引起重视,通过计算分析发现磁性液体在外加磁场下弱絮凝行为表现却异常明显,而且弱絮凝行为存在着方向性,又不使胶体系统失稳,与实验和实际应用相符。从而揭示了磁性液体在外施磁场作用下各向异性的机理,并且很好地解释了光波在在外施磁场作用下的磁性液体中会产生光的双折射效应等现象。     

平行磁场作用下电沉积Co-Ni-Mn-P磁性薄膜

在平行磁场作用下电沉积Co-Ni-Mn-P磁性薄膜。研究了平行磁场对电沉积过程及薄膜性能的影响。研究发现:施加平行磁场,有利于提高离子的传质速率,从而提高沉积效率。平行磁场作用下电沉积制备的Co-Ni-Mn-P磁性薄膜呈现出"枝晶状"结构,矫顽力和比饱和磁化强度更高。     

La0.70Ca0.30–xSrxMnO3薄膜的制备及磁卡效应

采用溶胶–凝胶旋涂法在Si基片上生长La0.70Ca0.30–x Srx MnO3(x=0,0.05,0.10,0.15)薄膜材料。利用X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜和振动样品磁强计对薄膜的结构、形貌、膜厚、Curie温度和磁卡效应进行了研究。分析了Sr含量对薄膜磁性能和磁卡效应的影响。结果表明,薄膜为单相正交钙钛矿结构,薄膜表面平整致密,均方根粗糙度约为2.3 nm,薄膜厚度约为260 nm。在室温条件下,随Sr含量增加,薄膜的磁性由顺磁性转变为铁磁性,Curie温度和最大磁熵变均向高温移动。当x=0.15时,薄膜在299 K时的最大磁熵变达到16.04 mJ/(cm3 K),有较好的室温应用前景。     

电镀制备多层磁性膜的新工艺

最近，日本东京都立大学工学部的渡边彻助教授与日本活塞环公司联合推出一种利用电镀技术来生产非晶薄膜与微晶薄膜软磁性多层膜的新工艺。用该工艺制得的400层磁性膜的饱和磁束密度比用传统喷镀法制得的产品提高了50％以上，故该工艺的问世大大降低了优质磁性薄膜的生产成本。利用湿式法来生产非晶微晶多层薄膜，这在世界上尚属首次尝试。估计这项新工艺将广泛应用于薄膜磁头、存储器、小型变压器等各种产品的生产中。试生产制得的膜主要成分是镍、钴、硼。研究人员着眼于很早就在薄膜生产中开始使用的电镀法，摸索出一套最佳的生产条件，…     

电镀法制备镍-天然石墨复合材料及外加磁场的影响

在有、无外加磁场的条件下,采用电镀的方法在天然鳞片石墨的表面上镀覆了一层均匀的镍颗粒.分别用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及振动样品磁强计对产品进行了分析,研究了外加磁场对镍的沉积形貌、晶体取向及磁性质的影响.结果显示:镍颗粒在无磁场下电沉积时为近球形,在外加磁场下沉积时为刺球形,两者都为面心立方单晶结构,但后者具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力.这些实验现象表明,外加磁场在镍的沉积过程中对镍的晶体生长有影响.     

磁性催化剂的研究进展

磁性催化剂是一种有着广泛应用的新型功能催化剂材料。磁性催化剂的载体由磁核和包覆层组成,磁核主要是软磁、硬磁铁的氧化物,包覆层主要有氧化硅,氧化铝,氧化锆等,主要应用于加氢精制、固体酸催化、生物催化等领域,特别是在采用磁稳定床用于己内酰胺加氢精制领域,以非晶镍为代表的磁性催化剂已成功应用到工业生产中,这为磁性催化剂的的大发展带来契机。     

水溶性磁流体的制备和性质

以聚乙二醇作分散剂和稳定剂,水为分散介质,在碱性条件下,用过氧化氢氧化亚铁盐制备稳定的磁性胶体粒子。粒子内部是 Fe_3O_4,外部缠绕一层聚乙二醇。粒子近似圆珠状,粒径可控在3～300nm 之间,分布均匀。磁性胶体粒子具有较强的磁响应性,在0.05Wb/m~2磁场下可迅速沉降。实验表明,聚乙二醇、溶液的 pH 和过氧化氢,是影响磁性胶体粒子的稳定性、粒径和磁响应性的主要因素。     

磁性负载纳米TiO_2催化剂的制备与光催化性能

采用溶胶-凝胶法在复合磁性载体上负载纳米二氧化钛膜,得到了易于磁性固液分离的复合光催化剂,运用XRD、BET、SEM等方法表征它的物质性质,并以典型的偶氮染料甲基橙为目标污染物,研究了不同工艺条件下制备的催化剂的光催化剂的活性。结果表明:以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法在复合载体上负载4次,500℃保温2 h,得到的磁载催化剂活性最高,处理初始浓度为20 mg/L,pH值为7,2 h降解率达到46%,同时此催化剂能够用磁场回收利用。     

电沉积制备镍-铁薄膜及其性能的研究

研究了电流密度对镍-铁薄膜的电化学过程、成分、表面形貌、耐蚀性和磁性能的影响。通过实验发现,镍-铁薄膜的电沉积属于一种"异常共沉积"现象。低电流密度下,镍-铁薄膜中铁的质量分数较高;高电流密度下,镍-铁薄膜中镍的质量分数较高。镍-铁薄膜属于一种典型的颗粒膜层,在4A/dm2下制得的镍-铁薄膜表面致密、颗粒细致、耐蚀性较好。随着电流密度的增大,镍-铁薄膜的矫顽力逐渐升高,而比饱和磁化强度逐渐降低。     

单槽脉冲电沉积制备钴/铂多层膜及其性能表征

在由0.1mol/L Co(NH2SO3)2、0.01mol/LPt(NO2)2(NH3)2和0.1mol/L NH2CH2COOH组成的镀液中,通过循环伏安法得到了Co2 和Pt2 在铜基底上的沉积电位。利用单槽电位脉冲沉积法制备了Co/Pt多层膜,并研究了脉冲电位对薄膜结构和磁性能的影响。结果表明:脉冲上限电位和下限电位相差较小时,Co/Pt磁性薄膜具有取向生长的fcc相结构,界面合金的形成使其具有较大的垂直各向异性和矫顽力。通过计算δM曲线,揭示在脉冲上限电位为–0.6V、下限电位为–0.95V的条件下制备的Co/Pt多层膜中存在交换耦合作用,产生了剩磁增强效应。     

磁场注射机

本实用新型公开了一种适用于各向异性磁性塑料或磁性橡胶制品注射成型的磁场注射机。其特征是：在拉杆外设置可移动的电磁线圈，通过控制电磁线圈的电流，产生强磁场进行充磁取向；电磁线圈由2个绕组组成，2组之间设置一插板，产生轴向磁场或径向磁场。通过模具的导磁部分将电磁线圈产生的磁场导入模具的型腔内部，形成高强度磁场，从而可制成各向异性的高磁性制品产品。     

节能环保磁场诱导电沉积制备镍钨合金薄膜

为了提高电沉积镍钨合金薄膜的沉积速率和降低能耗,使用了磁场诱导电沉积技术。研究了垂直于电场的磁场对镍钨合金电沉积时的电流、速率以及镀层形貌和结构的影响。结果发现,磁场和电场相互作用产生的磁流体力学效应有利于增大极化电流,提高沉积速率和细化合金晶粒。0.8 T磁场作用下,镍钨合金的沉积电流增加了30%,沉积质量提高了40%。电沉积镍钨合金为Ni₁₇W₃结构。在磁场作用下,镀态镍钨合金的显微硬度明显提升。     

非晶态Tb-Fe硅基薄膜超磁致伸缩特性研究

本文研究由溅射法制备的非晶态Tb-Fe硅基薄膜在室温下的磁致伸缩特性,从中找到一种在低磁场下仍具有较大磁致伸缩性的材料。研究结果表明:非晶态Tb-Fe薄膜,经450℃真空热处理,在其非晶相基础上可形成均匀细小的晶体颗粒,其磁致伸缩系数在49×104A.m-1的外磁场中可达380×10-6,并且λ随H的增大迅速提高,具有良好的软磁特性,符合预期的应用要求。     

Fe3O4磁性颗粒对聚砜超滤膜性能的影响

采用相转化法,制备不同纳米Fe3O4含量的PS-Fe3O4超滤膜,用扫描电镜观察Fe3O4颗粒的分布情况,并用磁强测量系统(MPMS)测量共混膜的磁性,以及通过对α-淀粉酶的超滤考察共混膜在磁场下截留率可以变化的特性.结果表明:PS-Fe3O4共混膜具有超顺磁性;膜的孔隙率、水通量、截留率随着Fe3O4含量的增高而增加;但当Fe3O4含量提高到25％时,易使膜产生结构缺陷,故确定较优Fe3O4添加量为20％.在磁场作用下,PS-Fe3O4超滤膜的截留率发生变化,随着Fe3O4含量的增高,磁变化效应增强.在0.4T的磁场下,共混膜中FeO4含量为5％,10％,15％,20％时,对α-淀粉酶的截留率分别比不在磁场中降低了3.5％,7.4％,12.3％,18.2％,表明Fe3O4磁性颗粒的添加不仅能改善膜的性能,而且能使膜具备截留率可调的特性.