ndndfebα-fe多层复合薄膜的制备工艺及性能研究

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1、学校代号：10109分类号：TB3密级••公开為丈摩TaiyuanUniversityofScience&Technology硕士学位论文THESISOFMASTERDEGREE(学术型）Nd/NdFeB/a-Fe多层复合薄膜的论立题目：制备工艺及性能研究___________研翅生名:MM_______________________________指导教师:张敏刚教授__________________学科专业:材料学____________________________学习年限:2012年9

2、月一2015年7月论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在导师指导下，独立进行研宄所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写的研宄成果。对本研究所做的任何贡献的个人或集体均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律责任由本人承担。论文作者签名:M分类号：TB3学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（学术型）学位论文题目：Nd/NdFeB/α-Fe多层复合薄膜的制备工艺及性能研究研究生姓名：刘丽导师姓名及职称：张敏刚教

3、授培养单位：材料科学与工程学院学科专业：材料学论文提交日期：2015年3月28日论文答辩日期：2015年6月2日答辩委员会主席：程忠阳教授中文摘要中文摘要NdFeB永磁材料作为稀土永磁材料的核心代表具有广泛的应用价值。它的应用正在向微型方面发展。目前NdFeB块体的最大磁能积已经能够达到56.10MGOe，然而薄膜的最大磁能积与其理论值还有很大差距。因此，对NdFeB永磁薄膜进行系统的研究还具有重要的理论和现实意义。本文采用磁控溅射法，制备了Mo/[NdFeB/α-Fe]n/Mo薄膜，和Mo/Nd/

4、NdFeB[NdFeB/α-Fe]n/NdFeB/Nd/Mo薄膜。采用原子力显微镜检测了薄膜的表面形貌，采用扫描电镜检测了薄膜的断面生长情况，采用X射线衍射仪检测了薄膜的组织结构，采用振动样品磁强计测试了薄膜的磁性能。溅射态的Mo/[NdFeB/α-Fe]n/Mo薄膜在630℃下保温30min后，研究结果表明：双相薄膜发生了很好的软硬磁相间的交换耦合作用，剩磁增强效应明显。虽然有大量的α-Fe，薄膜仍显示出单相硬磁性行为。然而，薄膜的组织结构中Nd2Fe14B相峰的数量很少，而且强度很弱，所以其矫顽

5、力也很小。当α-Fe层厚度为30nm时，薄膜的磁性能为最佳。经630℃下保温30min退火后的Mo/Nd/NdFeB[NdFeB/α-Fe]n/NdFeB/Nd/Mo薄膜的组织结构中出现了大量的Nd2Fe14B的硬磁相峰，说明Nd层扩散进入了NdFeB层，导致薄膜中的Nd2Fe14B的硬磁性相的数量比单层NdFeB薄膜的要多。故与单层薄膜相比，薄膜的磁性能也有了很大的提高。随着α-Fe层厚度的增加，薄膜的矫顽力在减小，薄膜的剩磁和最大磁能积在增大。不含α-Fe层时，薄膜平行和垂直方向的矫顽力分别为1

6、4.5kOe和10.5kOe,平行和垂直方向的剩磁分别为7.31kGs和5.23kGs，平行和垂直方向的最大磁能积分别为11.5MGOe和2.4MGOe。当α-Fe层厚度为8nm时，薄膜的平行和垂直方向的矫顽力分别为：6.01kOe和6.96kOe，平行和垂直方向的剩磁分别为16.64kGs和8.21kGs平行和垂直方向的最大磁能积分别为15.51MGOe和4.67MGOe。关键词：NdFeB磁性薄膜；剩磁；矫顽力；最大磁能积IABSTRACTABSTRACTNdFeBpermanentmagnet

7、icmaterialhaswideapplicationvalueasthecorerepresentsinrare-earthpermanentmagneticmaterial.Itsapplicationisdevelopingtomicroaspect.Atpresent,themaximumenergyproductofNdFeBalloyhasreached56.10MGOe.However,themaximumenergyproductofthinfilmsstillhasabiggap

8、withitstheoreticalvalue.Therefore,ithasimportanttheoreticalandpracticalsignificancetostudysystematicallytheNdFeBpermanentmagneticthinfilm.Inthispaper,Mo/[NdFeB/α-Fe]n/Mothinfilmswerepreparedbymagnetronsputtering,Mo/Nd/NdFeB[NdFeB/α-Fe]n