TiO2/Al2O3薄膜对稀土永磁体表面特性的影响

摘要

高温Sm2Co17永磁体由于其优良的温度特性，在高温湿热环境中得到了广泛的应用，但是在高温湿热环境中磁体的表面氧化，对磁体的磁性能损害极大。
　　本论文利用电镀法在磁体表面滚镀一层金属Ni，作为对高温Sm2Co17永磁体表面的预处理，再分别采用直流磁控溅射和射频磁控溅射方法沉积TiO2/Al2O3薄膜保护磁体，并利用X射线衍射仪（ XRD）、能谱仪（ EDX）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对薄膜层的物相成分及微观形貌进行了分析，利用电化学工作站对样品的抗腐蚀性能进行了表征。
　　薄膜层的物相成分及结构分析表明：直流磁控溅射和射频磁控溅射所得到样品在450℃退火6h后，TiO2呈锐钛矿结构，而氧化铝保持为非晶结构；直流磁控溅射和射频磁控溅射所得的 TiO2和 Al2O3薄膜致密性都较好，但是样品表面均比较粗糙，存在很明显的起伏，氧化物薄膜表面呈颗粒状存在。
　　电化学腐蚀试验表明：直流磁控溅射和射频磁控溅射所得样品在450℃退火后，其抗腐蚀性能较 Sm2Co17以及 Sm2Co17/Ni均具有明显的改善，其中直流磁控溅射所得薄膜的腐蚀电流降低约一个数量级，而射频磁控溅射制备 TiO2/Al2O3得到的薄膜抗腐蚀性能更加优异，与 Sm2Co17磁体相比，其腐蚀电流降低2~4个数量级，比直流磁控溅射所沉积薄膜的腐蚀电流低1~3个数量级。Al2O3薄膜每增加1nm其抗腐蚀性能提高约2％，而 TiO2薄膜每增加1nm其抗腐蚀性能提高约0.7%。
　　在 Sm2Co17表面沉积TiO2和Al2O3薄膜方面，射频磁控溅射技术比直流磁控溅射技术工艺更为稳定，所得样品抗腐蚀性能更为优异。

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1 绪论

1.1永磁材料的概述

1.2材料表面改性现状

1.3稀土永磁材料及其表面防护研究现状

1.4本论文选题及主要研究内容

2样品的制备和分析测试方法

2.1 样品的加工和预处理

2.2薄膜样品的制备

2.3薄膜样品的表征

3直流磁控溅射制备TiO2/Al2O3薄膜

3.1直流磁控溅射制备TiO2/Al2O3薄膜

3.2 测试与表征

3.3 结果及讨论

3.4 本章小结

4射频磁控溅射制备TiO2/Al2O3薄膜

4.1射频磁控溅射制备TiO2/Al2O3薄膜

4.2 测试与表征

4.3 结果及讨论

4.5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果