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快速退火对Si/NdFeCo/Cr薄膜微结构与磁性的影响

童六牛 , 高成 , 何贤美 , 李婷婷 , 邓朋

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.04.005

采用射频(RF)磁控溅射方法,在2种基底温度(TS =25,310℃)的基片上制备了结构为Si(111)/NdFeCo(610 nm)/Cr(10 nm)的薄膜样品,溅射氩气压保持在pAr=0.1 Pa.采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、振动样品磁强计(VSM)、原子力显微镜(AFM)和磁力显微镜(MFM)等实验技术,研究了一步和三步快速退火(RTA-Ⅰ和RTA-Ⅱ)工艺对两种薄膜微结构和磁性的影响.结果显示,室温基底上沉积的样品呈非晶态,磁畴为面内磁畴结构;而加热基底上制备的样品则析出了Nd2 Fe17和Nd6 Fe13 Si纳米晶,垂直磁各向异性(PMA)反常增强,垂直磁各向异性能为K⊥=1.18×105 J·m-3,磁畴为平行条纹畴.在TA =500℃经过RTA-Ⅰ/-Ⅱ工艺后,基底加热样品析出的Nd2 Fe17和Nd6Fe13Si纳米晶继续长大,磁畴由条纹畴转变为磁斑畴.而室温基底上制备的薄膜经RTA-Ⅰ/-Ⅱ退火后则没有观察到界面硅化物,却发现结晶出的FeCo和Nd2 Fe15 Co2纳米晶粒大小和取向敏感地依赖于退火工艺.即一步快速退火工艺有利于析出(111)织构的Nd2 Fe15 Co2纳米晶,而三步快速退火工艺则易于诱导出(200)织构的FeCo纳米晶.实验结果表明,基底加热薄膜中析出的Nd2 Fe17纳米晶与Nd6 Fe13 Si界面硅化物的热膨胀特性正好相反,由此产生的残余内应力与磁弹各向异性,是导致基底加热薄膜PMA反常增强的主要原因.

关键词: NdFeCo薄膜 , 垂直磁各向异性 , 磁畴 , 快速退火热处理

热处理对内圆水纺丝磁性能的影响

李准 , 张宏浩 , 陈征 , 李德仁 , 李广敏 , 卢志超

金属功能材料

采用内圆水纺法制备出成分为Co81.9Si7.2 B2.4Fe4.7Cr3.6Mo0.2(wt.%)的非晶丝,用B-H分析仪测量了淬态和分别经去应力退火及加纵向磁场热处理过的非晶丝的磁性能,发现热处理对非晶丝磁性能影响不明显,并在原有成分基础上调整成分为Co79.2Si7B2.3Fe7.8Cr3.5Mo0.2(wt.%),对热处理前后非晶丝磁性能进行了检测,发现热处理后磁导率、饱和磁感应强度和矫顽力明显增大,讨论了不同热处理制度对磁性能的影响,并从磁畴变化的角度分析了影响机理.

关键词: 非晶丝 , 热处理 , 磁性能 , 磁畴

张应力对FeCoSiB非晶薄膜磁特性的影响

谢巧英 , 张万里 , 蒋洪川 , 沈博侃 , 彭斌

功能材料

采用磁控溅射方法,在弯曲的玻璃基片上制备出受张应力作用的FeCoSiB非晶薄膜,研究了张应力大小对FeCoSiB薄膜的磁畴、矫顽力、剩磁、各向异性场等磁特性的影响.结果表明,薄膜的畴结构显著依赖于张应力,其磁畴宽度随张应力增加而增加;张应力导致FeCoSiB薄膜内形成较强的磁各向异性,其各向异性随应力的增大而增大.

关键词: FeCoSiB非晶薄膜 , 应力 , 磁各向异性 , 磁畴 , 矫顽力

退火磁场施加方式对Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金磁伸性能的影响

江丽萍 , 吴双霞 , 沙玉辉 , 李松 , 赵骧 , 左良

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.03.003

研究了磁场退火时磁场施加方式对《110》取向Tb0.3Dy0.7Fe1.95定向凝固多晶合金磁致伸缩性能的影响.退火磁场强度为1T,保温时间30 min.研究表明,在623K下采用垂直磁场且冷却时保持磁场的方式退火,可改善综合磁伸性能,如提高饱和磁致伸缩系数并使低场磁致伸缩系数基本不变,提高最大动态磁致伸缩系数且其对应的磁场基本不变.冷却阶段撤去磁场会减弱磁场退火的作用,而平行磁场退火的效果与垂直磁场相反.

关键词: 磁场退火 , 磁致伸缩 , TbDyFe合金 , 磁畴

利用巴克豪森效应测定钢轨纵向应力

田浩 , 于石生 , 赵小莹

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.02.023

依椐巴克豪森效应,用特制的检测器和信号处理系统,研究了钢轨材料中的巴克豪森信号随拉应力、压应力和温度的变化关系,发现在材料弹性范围内,巴克豪森信号随拉应力增加而增加,随压应力的增加而减小,并与温度变化呈线性关系.将测试仪进行改进后,可用于现场动态测试.

关键词: 巴克豪森效应 , 磁畴 , 钢轨 , 纵向应力 , 温度

Q235钢静拉伸时的磁记忆效应

李晓萌 , 吕可非 , 李歌天 , 丁红胜 , 白世武

物理测试

基于磁记忆检测方法,研究Q235钢静拉伸试验在不同因素下应力集中程度与磁记忆信号之间的规律,观察试件在不同应力状态下局部磁畴组织结构的变化.结果表明:试件在强化范围内,圆孔周边磁记忆信号随应力集中程度及孔径的增加而增大.从弹性到强化阶段,磁畴分布逐渐密集,磁畴宽度变小,数量增多.该研究结果可为探讨铁磁性材料的力-磁效应提供试验依据,并为后续深入的定量化研究奠定基础.

关键词: 金属磁记忆 , 应力集中 , 磁畴 , 力-磁效应

磁记忆检测力-磁效应微观机理的试验研究

任吉林 , 陈晨 , 刘昌奎 , 陈曦 , 舒铭航 , 陈星

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.05.009

铁磁材料在地磁场环境中受载荷的作用,其内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向.将去应力退火后的20钢和45钢压缩试件分别施加不同载荷并制作成金相观察试样,利用粉纹法观察受力程度不同的试件的磁畴结构,然后,对比同种材料不同载荷试样的磁畴结构照,分析不同残余应力对磁畴的影响.试验表明:未受力或应力集中较小时,晶粒内磁畴以片状畴为主,同一晶粒内畴壁相互平行,随着应力集中程度的增加,磁畴结构出现迷宫畴.且应力集中程度越大,迷宫畴个数越多,同时畴壁长度和间距发生改变.

关键词: 金属磁记忆 , 磁畴 , 畴壁 , 迷宫畴 , 片状畴

微型NiFe磁性薄膜元件中Neel畴壁极性的转变过程

余晋岳 , 朱军 , 周狄 , 禹金强 , 俞爱斌 , 蔡炳初 , 魏福林

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2000.04.006

观察和分析了300 μm×40 μm×40 nm的NiFe磁性薄膜元件在难轴方向反磁化时磁畴结构转变,特别是Neel畴壁从正极性壁(N+)转变为负极性壁(N-)的全过程.磁畴结构的转变包含畴壁合并、封闭畴转变、钩形畴转变及Neel畴壁极性转变等不可逆因素.对畴壁极性转变的两种方式(即N+→N-直接转变及经由十字壁(Nct)的N+→Nct→N-间接转变)进行了分析讨论.N-往往在元件末端新生封闭畴和正极性主畴壁的连结点成核,然后向中间扩展.N+→Nct的转变是通过N+壁的数次分裂来实现的.

关键词: 磁性薄膜元件 , 反磁化 , 磁畴 , Neel畴壁

Sm2Co17基高温稀土永磁材料的显微结构与磁性

李丽娅 , 易健宏 , 黄伯云 , 彭元东

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.08.002

Cu含量较高的Sm2Co17基永磁材料在高温下具有较大的内禀矫顽力,而Fe含量较高时其高温下的磁性较差.TEM显示磁体由胞状结构构成,胞内为2:17R相,胞壁为1:5相.在MFM(磁力显微镜)下可观测到片状相(1:7相),畴结构为波纹畴和条状畴,但是在片状相出现的区域并未观察到畴壁钉扎点,而在胞壁相的三角结合区域畴壁的钉扎强度最高.高温X射线衍射分析表明,随着性能的降低观测到材料的相结构发生了较大的变化,由室温下的2:17R主相、1:5相和1:7相变为非晶结构,且最终转变成700℃时的SmCo3主相和2:17R相.相结构的转变直接导致磁体性能的降低.

关键词: Sm2Co17 , 高温永磁材料 , 磁性 , 胞状组织 , 磁畴

压应力对Sm-Fe-B磁致伸缩性能的影响

周白杨 , 翁章钊 , 黎思文 , 陈志坚 , 刘全洲 , 李建新

稀有金属材料与工程

利用特制夹具,使玻璃衬底在镀膜过程中受到不同应力作用,镀膜结束后,当玻璃衬底从夹具取下后,利用其恢复到原来状态,可以对稀土Sm-Fe-B薄膜产生压应力作用.通过调整夹具使衬底具有不同的预应力,可得到受到玻璃衬底不同压应力作用的薄膜样品.利用LK-G 150激光微位移传感器与交变梯度磁强计(AGM)分别测试薄膜悬臂梁自由端偏转量与磁滞回线,以研究具有不同压应力对薄膜的磁致伸缩性能的影响,并且利用磁力显微镜(MFM)测试了薄膜样品垂直表面的磁畴分布情况.实验结果表明:受到压应力作用的薄膜易磁化轴都位于膜面内,以面内各向异性为主,磁畴结构基本分布在面内.随着压应力的增加,易磁化轴由膜面内的短轴转向膜面内的长轴,这一转变有利于器件的设计,但是磁畴在垂直膜面方向略有提高,薄膜的低场磁致伸缩性能也随着压应力的增大而有显著提高.

关键词: Sm-Fe-B薄膜 , 压应力 , 磁致伸缩特性 , 磁畴

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