磁性薄膜的电化学制备及其性能研究

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1、中图分类号IQ!蔓三：2UDC31硕士学位论文学校代码密级10533磁性薄膜的电化学制备及其性能研究Researchesontheelectrodepositionandcharacteristicsofmagnetfilms作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、指导教师：唐娟材料科学与工程材料学所)：材料科学与工程谭澄宇答辩委员会主席中南大学2013年5月中南大学硕士学位论文。原创性声明原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的

2、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：匿逝日期：j!巫一年』月业日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文

3、全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。日期：盘l呈年』月监曰中南大学硕士学位论文摘要磁性薄膜的电化学制备及其性能研究摘要：纳米复合薄膜材料由于含有性能优异的纳米微粒，因而具有良好的耐磨．、减摩、耐蚀、磁性和抗高温氧化等性能，具有广阔的应用前景!在我国稀土资源极为丰富，并且稀土元素具有许多独特的性能，已经成为诸多优异功能材料中不可或缺的添加元素。被誉为磁王的NdFeB永磁材料，自问世以来一直是磁性材料领域中的热门课题，国内外科学家已对其制造工艺进行了广泛的研究，但有关水溶液中制各NdFeB永磁薄膜的相关报道

4、却知之甚少。因此开展NdFeB永磁薄膜的研究显得尤为重要。本文采用循环伏安法制备出了CoNiFe—SiC纳米复合薄膜，综合探讨了主要工艺参数如沉积终止电位、镀液中SiC的添加量、pH值的大小及搅拌速度等对复合薄膜的影响，最终确定了优化工艺。优化工艺条件下制备的CoNiFe．SiC纳米复合薄膜的微观形貌、组成、晶体结构、耐蚀性和硬度分别采用SEM、EDS、XRD、Tafel极化曲线等技术进行了表征。测试结果显示该复合薄膜由精细致密的纳米粒子组成，表面平整、光滑，同时其兼具较CoNiFe合金薄膜优良的耐蚀性和硬度。在此

5、基础上，利用循环伏安、计时安培、交流阻抗等电化学技术对CoNiFe合金薄膜与CoNiFe．SiC纳米复合薄膜的电沉积机理进行了研究。实验发现添加纳米SiC颗粒使CoNiFe合金的沉积电位发生正移；纳米SiC颗粒吸附在阴极表面还增大了阴极还原反应的电荷转移电阻；在．0．9VscE左右较低电位下，CoNiFe．SiC以及CoNiFe合金体系的沉积形核均遵循3D瞬时形核／长大机制；电位进一步负移，两者的形核模式偏离3D瞬时形核／长大机制；阶跃电位越负，形核诱导时间越短，形核速率越快。论文也采用循环伏安法在铜电极上进行了N

6、dFeB稀土永磁薄膜电沉积的初步探索。镀液组成为：FeCl240g／L，H380336g／L，抗坏血酸1．2g／L，十二烷基硫酸钠O．1g／L，配位剂(30g／L甘氨酸+30g／L氯化铵)，NdCl38～16g／L。探讨了配位剂对该体系镀液循环伏安特性的影响，并研究了镀液中NdCl3含量和电沉积终止电位对镀层形貌和外观的影响。结果表明，镀液中加入配位剂后，Fe2+起始沉积电位负移，而Nd3+的还原电位正移。Fe元素能诱导Nd元素进行共沉积，实现在水溶液中电沉积制备稀土永磁薄膜。循环伏安沉积的终止电位和镀液中中南大学

7、硕士学位论文摘要NdCl3的含量对NdFeB薄膜的形貌和外观影响较大。镀液d?NdCl3为8gm、终止电位一1．7VscE时，可制得Nd的质量分数高达5．69％、较光亮致密的NdFeB薄膜。关键词：CoNiFe．SiC纳米复合薄膜；NdFeB稀土永磁薄膜；电沉积；循环伏安；计时安培；电化学阻抗谱分类号：TQl53．2III中南大学硕士学位论文摘要Researchesontheelectrodepositionandcharacteristicsofmagnetfilms—Abstract：Becauseofthen

8、anoparticles，nanocompositethinfilmscangivevariousproperties，suchaswearresistance，antifriction，corrosionresis—tance，magneticandhightemperatureoxidationresistance，whichcanbesatisfied