Fe-N和Fe-Ni-N磁性材料的結(jié)構(gòu)、磁性與熱穩(wěn)定性能的研究.pdf

1、目前，鐵基金屬氮化物是磁性材料研究中的熱點(diǎn)課題之一。這是因?yàn)樗旧戆S多有意義的物理特性和潛在的使用價值。為了弄清楚這些材料中間隙氮原子和替代的鎳原子對材料性能的影響，本文在總結(jié)鐵氮和鐵鎳合金氮化物物理特性的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了在不同條件下制備的鐵氮化物的結(jié)構(gòu)、磁性和熱穩(wěn)定性，并研究了不同鎳含量的γ′-(Fe1-xNix)4N。 我們用射頻磁控濺射的方法分別在Si(100)和NaCl基底上成功制備了不同基底溫度、不同濺射功率

2、、不同退火溫度和不同薄膜厚度的Fe-N薄膜。用X射線衍射和透射電鏡對Fe-N薄膜樣品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。用高分辨透射電鏡觀察了Fe-N薄膜的微觀結(jié)構(gòu)。Fe-N薄膜的化學(xué)價態(tài)和成分用X射線光電子能譜測得。Fe-N薄膜的磁特性由振動樣品磁強(qiáng)計測量。結(jié)果表明： (1)隨著氮含量的增加，發(fā)生了明顯的相轉(zhuǎn)變α-Fe(N)→ξ-Fe2N。(2)薄膜面內(nèi)磁各向異性隨著氮含量的增加發(fā)生了變化。(3)在實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化下得到了優(yōu)良的軟磁Fe-N薄膜，

3、其飽和磁化強(qiáng)度為2223emu/cc，矯頑力為4Oe。(4)隨著基底溫度和退火溫度的升高，發(fā)現(xiàn)α"-Fei6N2發(fā)生了相轉(zhuǎn)變。(5)從透射電鏡的明場和暗場像可以清楚地看到晶粒大小隨溫度的變化。(6)通過高分辨透射電鏡(HREM)看到了相α(110)，γ′(111)，α″(112)和α″(200)。(7)發(fā)現(xiàn)在基底溫度為150℃和退火溫度為200℃時薄膜的軟磁特性最優(yōu)。 此外，還用化學(xué)共沉淀法和在NH3/H2氣氛下氮化處理得到了一

4、系列不同Ni含量的γ′-(Fe1-xNix)4N多晶粉末。分別用X射線衍射和振動樣品磁強(qiáng)計做了結(jié)構(gòu)和磁性的測量。結(jié)果表明： (1)制備單相γ′-(Fe1-xNix)4N粉末與NH3/H2氣流比、熱處理溫度以及時間有關(guān)。(2)Ni含量在0.20-0.26之間較容易得到單相的γ′-(Fe1-xNix)4N粉末。(3)隨著Ni含量的增加，γ′-(Fe1-xNix)4N的晶格常數(shù)逐漸減??；飽和磁化強(qiáng)度隨著Ni含量的增加而下降，矯頑力的變