电沉积Co-Fe-B合金镀层机理及性能研究

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随着社会的高速发展,人们对磁记录材料的要求日趋增加,研发磁性能优异及耐蚀性能好的合金镀层成为必然。Co-Fe合金镀层具有居里温度高和自发磁化强度大成为超薄叠层铁芯、磁性开关元件的良好材料。而Co-Fe合金镀层的硬度低、耐磨性及腐蚀性能差,加入硼砂可以有效促进形成共晶化合物,形成Co-Fe-B合金镀层,其具有硬度高、耐磨性能及抗侵蚀磨损性能较强,可有效防止镀层的腐蚀。为了研究Co-Fe-B合金镀层在电沉积初期的共沉积行为,采用LSV、I-t、CV方法研究了Co-Fe及Co-Fe-B合金镀层的电沉积机理。结果表明:与Co-Fe相比,Co-Fe-B合金的镀液抑制了阴极极化的发生。随着阶跃电位的逐渐增大,达到的峰值电流呈逐渐增大的趋势,而形核弛豫时间逐渐缩短。与Co-Fe的成核电流相比,Co-Fe-B的成核电流值减小。Co-Fe-B合金镀层的成核遵循瞬时成核规律:即在低负电势下加速形核;高负电势下,成核和生长速度缓慢。Co-Fe和Co-Fe-B合金镀层沉积过程不可逆。采用单因素实验的方法确定了电镀Co-Fe-B合金的工艺条件、主盐的较佳用量。结果表明:电流密度为20 m A/cm~2、温度为25℃、p H为10的条件下,主盐含量分别为硫酸钴50 g/L,硫酸亚铁40 g/L和硼砂10g/L制备的镀层具有较好的综合性能。研究了十二烷基硫酸钠、硫酸镁和糖精钠作为电沉积Co-Fe-B合金添加剂,添加量分别为0.15、0.15和0.10 g/L条件下制备得到的Co-Fe-B合金镀层,具有较大结晶度且晶粒细小均匀的特征,相比较十二烷基硫酸钠和硫酸镁的作用效果较佳,十二烷基硫酸钠加入量为0.15 g/L时,在3.5wt.%Na Cl腐蚀介质中自腐蚀电流较低,为0.223μA/cm~2,耐蚀性能较好;硬度最高,可达424 HV;饱和磁化强度242 M/(A·m~2·kg-1)。
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