强磁场下电沉积制备Sm-Fe合金薄膜组织与性能的研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zgjcq1
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Sm-Fe系金属间化合物因其优异的内禀磁性及较大的磁晶各异性而备受关注,从开发高性能的永磁材料角度来看,对Sm-Fe系金属间化合物的深入探究有重大意义。磁电化学沉积是近年来发展起来的一种新型电沉积技术,它是通过磁场与电场的交互作用,对各种金属及合金材料的电沉积过程、沉积膜层组织结构与性能产生重要的影响。本文利用强磁场(最大4T)特殊环境进行电化学沉积工作,制备出Sm-Fe合金薄膜,研究了不同磁感应强度和不同磁场方向对沉积膜微观组织及性能的影响,探讨了强磁场对电沉积过程的影响机制,为开拓新型制备工艺提供重要依据。本文采用循环伏安法,研究了制备Sm-Fe合金膜电解液的电化学行为及合金沉积机理。从循环伏安曲线和沉积膜EDS能谱的研究表明,Sm3+在Fe2+的诱导下,在水溶液中实现了共沉积,即诱导共沉积,并探索出最优工艺参数。在电沉积过程中,分别施加了与电流方向垂直(B⊥J)和平行两个方向(B∥J)的强磁场,研究了不同磁感应强度对Sm-Fe合金电沉积过程及微观组织和性能的影响。采用记录装置录制了电沉积反应过程,通过观察阴极表面产生的气泡,研究了强磁场对电沉积过程中析氢反应的影响;采用SEM,EDS,XRD及VSM等分析手段,研究了相比于无磁场环境,强磁场对电沉积Sm-Fe合金薄膜的表面形貌、膜层厚度、元素含量、物相组成及磁性能的影响,考察了强磁场对沉积膜微观组织与性能的影响规律。实验结果表明:施加强磁场后,沉积膜层的表面形貌、膜层厚度、元素含量、微观结构及性能都发生了变化,不同强度及不同方向磁场的影响效果不同,并且B⊥J相比于B∥J时对电沉积反应过程的影响效果更显著。B⊥J时,磁流体力学效应(MHD)在电沉积过程中起主导作用;而B∥J时,磁化力效应的影响效果相比于微磁流体力学效应(Micro-MHD)更显著。
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