化学沉积稀土多元钴基软磁薄膜结构和性能的研究

摘要

该文采用正交实验和回归分析的方法,确定了稀土化学沉积Co-Ni-B-RE、Co-Fe-B-RE多元钴基软磁薄膜的工艺流程、镀液配方和实验参数,并通过对合金镀层的成分含量测定、形貌结构分析和力学磁学性能评估,研究了稀土元素、超声波、磁场介入化学沉积多元钴基软磁薄膜工艺后,对合金成分、结构和性能的作用机制.结果显示化学沉积Co-Ni-B、Co-Fe-B工艺在稀土元素(Ce、La、Y、Dy)、能量(超声波、磁场)介入后,沉积过程、合金成分、镀层形貌结构和性能都有显著变化,表现在:镀液的阴极极化过电位和极化度降低,沉积速度提高;镀层的结合力、表面质量改善;镀层中过渡族元素的含量增加,轻元素硼的含量降低,同时证实了稀土元素与过渡族元素共沉积的可能性;镀层的显微结构由非晶态向微晶和多晶态转变;镀层的显微硬度与耐磨性提高,力学性能优化;镀层的矫顽力降低;磁导率提高;镀层的磁化强度在能量(超声波、磁场)和轻稀土元素Ce、La介入后提高,重稀土元素Y介入后降低.此外当合金镀层经250℃和500℃热处理后,薄膜性能变化;力学性能改善;Hc增加;Ms、μ在250℃热处理时提高、在500℃热处理时降低.

目录

文摘

英文文摘

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2软磁材料

1.2.1软磁材料概述

1.2.2软磁材料的发展

1.3化学镀软磁薄膜

1.3.1化学镀概述

1.3.2化学镀的发展

1.3.3化学镀软磁薄膜

1.4稀土化学镀

1.4.1稀土元素简介

1.4.2稀土元素结构与性能特点

1.4.3稀土元素在表面处理领域的应用

1.4.4稀土元素在磁性材料领域的应用

1.4.5稀土化学镀软磁薄膜

1.5超声化学镀

1.5.1超声波概述

1.5.2超声电化学

1.5.3超声化学镀

1.6磁场化学镀

1.6.1磁场效应概述

1.6.2磁场在电化学中的应用

1.6.3磁场化学镀

1.7小结

第二章实验方法和条件

2.1实验方法

2.1.1工艺配方

2.1.2镀液配制

2.1.3试样镀前处理

2.1.4镀液沉积速度及电化学特性的测定

2.1.5镀层成分的分析

2.1.6镀层组织结构和表面形貌的考察

2.1.7镀层力学性能的考察

2.1.8镀层磁学性能的考察

2.2实验用基体材料

2.3实验仪器和设备

第三章化学沉积钴基多元合金工艺

3.1化学沉积Co-Ni-B合金工艺的研究

3.1.1化学沉积Co-Ni-B配方的确定

3.1.2稀土化学沉积Co-Ni-B-RE合金工艺的研究

3.1.3超声化学沉积Co-Ni-B-RE合金工艺的研究

3.1.4磁场化学沉积Co-Ni-B-RE合金工艺的研究

3.2化学沉积Co-Fe-B合金工艺的研究

3.2.1化学沉积Co-Ni-B配方的确定

3.2.2稀土化学沉积Co-Fe-B-RE合金工艺的研究

3.2.3超声化学沉积Co-Fe-B-RE合金工艺的研究

3.2.4磁场化学沉积Co-Fe-B-RE合金工艺的研究

3.3不同条件下化学沉积Co-Ni-B-RE、Co-Fe-B-RE合金工艺的比较

3.4小结

第四章化学沉积稀土钴基薄膜的化学组成

4.2稀土元素与过渡族元素的共沉积

4.3小结

第五章化学沉积稀土钴基薄膜的表面形貌与显微结构

5.1化学沉积钴基薄膜的表面形貌

5.2化学沉积钴基薄膜的显微结构

5.2.1 X-ray衍射分析

5.2.2透射电镜分析

5.3.1常态下化学沉积Co-Ni(Fe)-B合金薄膜

5.3.2常态下化学沉积Co-Ni(Fe)-B-RE合金薄膜

5.3.3超声和磁场下化学沉积Co-Ni(Fe)-B-RE合金薄膜

5.3.4化学沉积Co-Ni(Fe)-B-RE合金镀层的热力学分析

5.4小结

第六章化学沉积稀土钴基薄膜的性能

6.1化学沉积钴基合金薄膜的力学性能

6.1.1显微硬度

6.1.2耐磨性

6.1.3力学性能的分析和讨论

6.2化学沉积钴基合金薄膜的磁学性能

6.2.1矫顽力和磁化强度

6.2.2磁滞回线

6.2.3磁导率

6.2.4磁学性能的分析和讨论

6.3热处理对化学沉积钴基合金薄膜性能的影响

6.3.1热处理对力学性能的影响

6.3.2热处理对磁学性能的影响

6.4小结

第七章结论

参考文献