PAA模板中離子液體電沉積Sm-Co及Tb-Fe-Co合金納米線的研究.pdf

1、多孔陽(yáng)極氧化鋁（PAA）膜具有獨(dú)特的、均勻的納米級(jí)柱狀孔陣列結(jié)構(gòu)，以其為模板，在離子液體中采用電沉積方法制備磁性金屬納米線陣列，可得到具有優(yōu)良的垂直磁各向異性和超高密度的磁記錄介質(zhì)，這對(duì)開發(fā)新型高密度存儲(chǔ)材料具有重要意義。
　　本文以0.3mol·L-1草酸溶液為電解液，采用兩次陽(yáng)極氧化（一次陽(yáng)極氧化1h，二次陽(yáng)極氧化2h）制備多孔陽(yáng)極氧化鋁模板。氧化結(jié)束時(shí)，階梯降壓處理，以降低阻擋層厚度。之后，將多孔陽(yáng)極氧化鋁模板放入2g·L-

2、1氯化鐵的飽和草酸水溶液擴(kuò)孔液中擴(kuò)孔處理5.5h。以該方法得到的多孔陽(yáng)極氧化鋁為陰極，在離子液體[BMIM]BF4電解液中電沉積制備了 Sm-Co合金納米線陣列膜和Tb-Fe-Co合金納米線陣列膜。
　　電沉積得到的Sm-Co合金納米線陣列膜中的納米線中釤含量較高，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到90％，納米線的長(zhǎng)度約為2μm，納米線直徑與多孔氧化鋁模板的孔徑相一致，約為70nm。XRD分析表明，Sm-Co合金納米線的組成主要為SmCo5和Sm2C

3、o17。
　　通過正交試驗(yàn)確定了較優(yōu)的脈沖電沉積 Tb-Fe-Co合金的電解液組成為：Fe(BF4)20.75mol·L-1，Co(BF4)20.75mol·L-1，Tb(BF4)31.5mol·L-1，1,4-丁炔二醇2g·L-1。在該鍍液中進(jìn)行電沉積，可以獲得Tb含量最高為31mass%的Tb-Fe-Co三元合金。離子液體中制備的Tb-Fe-Co合金納米線粗細(xì)均勻，納米線直徑與多孔氧化鋁模板的孔徑相一致，均為70nm左右。不同

4、的電沉積時(shí)間，可得到不同納米線長(zhǎng)度（0.5～2.5μm）的Tb-Fe-Co合金納米線陣列膜。XRD分析表明，Tb-Fe-Co合金納米線組成主要為Tb2Co17和FeCo。
　　磁性能測(cè)試結(jié)果表明，組裝在多孔陽(yáng)極氧化鋁中的Sm-Co合金納米線陣列膜具有明顯的垂直磁各向異性，矩形比為0.30，矯頑力為314Oe。對(duì)組裝在多孔陽(yáng)極氧化鋁中的Tb-Fe-Co合金納米線陣列膜的測(cè)試表明，Tb含量低于20mass%時(shí)，Tb-Fe-Co合金納米

5、線陣列膜沒有明顯的垂直磁各向異性；當(dāng)Tb含量大于20mass%時(shí)開始具有明顯的垂直磁各向異性，隨著Tb含量的增加，矯頑力（Hc）和剩余磁化強(qiáng)度（Mr）逐漸增大。
　　針對(duì) Tb質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31%的Tb-Fe-Co合金納米線，研究了電沉積時(shí)間對(duì)Tb-Fe-Co合金納米線陣列膜的磁性能的影響，結(jié)果表明，電沉積時(shí)間低于15min時(shí)，Tb-Fe-Co合金納米線陣列膜沒有明顯的垂直磁各向異性；電沉積時(shí)間高于15min時(shí)，Tb-Fe-Co合金納