CoFe,2及CoFe,2O,4纳米线阵列的模板制备与磁性能研究

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文摘要FeCo合金是重要的金属软磁材料，由于具有高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率和低磁各向异性常数等独特的软磁材料性能而倍受关注。CoFe204材料是目前研究较多的一类垂直磁记录材料，它具有较高的矫顽力、适中的磁化强度和磁晶各向异性，是应用于垂直磁记录硬盘的首选材料之一。本文首先通过脉冲电沉积法在阳极氧化铝模板中成功制备了CoFe2软磁材料纳米线，然后经高温氧化处理得到硬磁材料CoFe204纳米线。并通过X射线衍射仪(xRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)及能谱仪(EDx)对纳米线的形貌、结构进行表征；通过振动样品磁强计(VSM)研究了样品

2、的磁性能。本论文的主要工作如下：电沉积制备CoFe2合金纳米线实验表明：温度、pH值、电压均会影响电沉积速率。温度升高，pH增大，电压变大，电沉积速度上升，同时对铁钴合金中的成分比也有一定的影响，铁的含量随温度的升高，pH值的增大而增加，但是溶液中的Fe2+也越容易被氧化。最佳沉积条件为：平均电压2．65V；温度40℃；pH值4．0；电镀溶液主盐配比是Mco／(Mco+Mrre)=35％。在电沉积试验时，加入导电盐或在沉积过程中进行磁力搅拌，则对沉积速率起积极的作用，同时电沉积得到的纳米线阵列形貌规整，粗细均匀，长短一致。CoFe2合金纳米线为多晶体，Fe元素和Co元素的含量比约为2

3、：1。磁性能测量CoFe2合金纳米线最大饱和磁化强度为122emu·百1，矫顽力为8700e，剩磁比为0．13，有各向异性，并且随着纳米线的长度变小，这些性能也随之减小。磁性研究表明CoFe204的磁各向异性主要由磁晶各向异性决定，而形状各向异性所起的作用相对较小。CoFe204纳米线的饱和磁化强度为16emu·g-1，矫顽力为5000e，剩磁比为0．33，与CoFe2合金纳米线相比，饱和磁化强度降低，剩磁比提高了，说明典型的软磁材料CoFe2合金纳米线已经成为具有硬磁性的CoFe204纳米线。分别在600℃、700℃和800℃温度下对样品进行了热处理，发现随着氧化温度的升高，纳米线

4、阵列的矫顽力、剩磁比都有很大程度的提高。表明高的热处理温度可以提高CoFe2纳米线的氧化程度，使结晶更完善，提高了CoFe204纳米线的磁晶各向异性，并减少纳米线中的缺陷。关键词：脉冲电沉积；阳极氧化铝模板；磁性纳米线；矫顽力内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractFeCoalloy，theoneofimportantsoftmagneticmaterals，hascaughtmuchattentionduetotheirhighsaturationmagnetization，lowcoercivity，highpermeabilityandlowmagneticanisotrop

5、yconstant．Amongperpendicularmagneticrecordingmaterials，CoFe204arelookedasthemostcandidatewithlargecovercivity，moderatesaturationmagnetizationandmagnetocrystallineanisotropy．Inthispaper，wepreparedcobalt—ironalloynanowireswithAAOtemplatesthroughpulseelectrodeposition，andobtainedthehardmagneticmat

6、eralCoFe204nanowiresbyfurtherthermaloxidation．ThemicrostructureandmorphologyofthenanowireswerealsoinvestigatedwithX-raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，transmissionelectronmicroscopy(TEM)andenergydispersiveX—rayspectroscopy(EDx)；themagneticperformancesofnanowiresweredeterminedby

7、vibratingsamplemagnetometry(VSM)．Themainconclusionsareobtainedasfollows：DuringpulseeletrodepositionofCoFe2alloynanowire，temperature，pHvalueandelectricalvoltageareimportantfactorsofinfluencingtheeletrodepositionrateandthecomponento