应力退火Fe基纳米晶薄带横向磁各向异性的介观结构研究

用原子力显微镜(AFM)观测了不同张应力退火的Fe基纳米晶(Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉)薄带横断面的形貌，并结合X射线衍射(XRD)图谱对不同张应力退火的Fe基纳米晶薄带的介观结构进行分析；测量了不同张应力退火Fe基纳米晶薄带的纵向驱动巨磁阻抗(LDGMI)曲线及横向磁各向异性场；认为张应力退火Fe基纳米晶薄带感生横向磁各向异性场的介观结构机理，是由于外加张应力退火产生由非晶相包裹着的α-Fe(Si)纳米晶粒(包裹晶粒)的横向优势团聚. 关键词： 应力退火 介观结构 AFM 团聚     

金属玻璃在磁场张力退火时感生磁向各异性、磁致伸缩和应变的变化

本文通过同时测量金属玻璃Co_65.2Fe_4.2Ni₃Nb₁Al₂Si_9.8B_14.8的同一样品在各种横磁张力退火后的磁各向异性、磁致伸缩和应变,对这些物理量的变化情况作了比较。应变感生各向异性和暂态蠕变的行为有某种相似性,但其间不存在对应或因果关系。磁化感生各向异性K_um,应变感生各向异性K_us,饱和磁致伸缩常 关键词：     

在钴基非晶合金中用过渡元素取代硼对感生磁各向异性的影响

研究了用少量V和Nb代替钴基非晶合金中的B对感生磁各向异性的影响。用圆片形的试样在260—320℃进行等温磁场退火,用一灵敏的磁转矩仪测定了形成感生磁各向异性的动力学曲线。设弛豫时间服从对数正态分布,计算了动力学参数。结果说明,用V或Nb在钴基非晶合金中取代B可以有效地降低K_u的饱和值,但对动力学参数影响很小。讨论了添加少量过渡元素对感生磁各向异性以及磁性稳定性的影响问题。 关键词：     

通过磁化曲线测定金属玻璃窄带的感生磁各向异性常数

一、引 言 由于原子的非晶型排列,铁磁金属玻璃没有磁晶各向异性,但是在磁场或张力下退火,或进行冷轧之后,能够得到感生磁各向异性.这些感生各向异性都有一个特定的对称主轴(磁场轴、张力轴、辊轧轴),其各向异性能密度至少在带面内可以表示为 其中 θ为饱和磁化强度 M_g与主轴的夹角,K_(u1)和K_(u2)为前两个单轴各向异性常数. 为决定K_(u1)和K_(u2),一般要取圆片样品在转矩磁强计中测量磁转矩曲线再作傅里叶分析～[1,2].对于易磁化轴在横向或难磁化轴在纵向的窄带样品,也可以从饱和磁化功或指定磁化强度下的磁化率测量,得到笼统的有效各向…     

Fe基纳米晶合金的晶化机理研究

根据用原子力显微镜对在不同温度下晶化的Fe基非晶合金薄带三维介观结构的观察,结合X射线衍射、Mssbauer谱等前人已有的实验结果并在目前已有的理论研究基础上,对Fe基非晶合金薄带在不同温度下的晶化过程进行了系统的分析、研究,提出了两种Nb-B框架介观结构、团聚相和单位体积纳米晶粒平均数等新概念,建立了Fe基纳米晶合金的晶化机理假说,提出了描述Fe基非晶合金晶化过程的介观织构模型.这个模型能够演化成二相结构模型和三相互套结构模型,还可以合理地解释现有的实验结果以及500—600℃退火中Fe基纳米晶巨磁阻 关键词： Fe基纳米晶合金 晶化机理 两种Nb-B框架介观结构 团聚相     

小角磁转法自制装置测量非晶薄带的饱和磁致伸缩系数

研究了非晶薄带饱和磁致伸缩系数的小角磁转测量方法,并自行制备出测量装置.借助此装置测量了探测线圈中感生电压的二次谐波信号随交流场峰峰值电压、频率的变化关系,并对测量条件进行了优化;同时通过测量非晶薄带感生各向异性场随应力的变化关系,得到成分为Fe65～70co15～20Si1～3B12～15非晶薄带的饱和磁致伸缩系数λ,为1.7×10-5.     

纳米复合Fe-R-O(R=Hf Nd Dy)薄膜面内铁磁共振研究

用反应溅射方法制备了FeRO(R=Hf, Nd, Dy) 薄膜，并在400℃时对样品进行退火处理，x射线衍射和电子衍射结果显示纳米量级的Fe晶粒镶嵌在非晶氧化物基质中.用面内铁磁共振技术仔细测量了样品的共振吸收谱，并分析了局域磁化强度Ms与晶粒尺寸的关系.制备态样品呈现出显著的面内单轴各向异性，退火后单轴各向异性显著减弱，取而代之的是较弱的磁晶各向异性.利用公式(ω/γ)2=(Hres+HK)(Hres+HK+4πMs)求出局域磁化强度Ms，它随晶粒尺寸减小而减小，在晶粒尺寸为5nm时仅约为Fe体材料饱和磁化强度的30%.局域磁化强度与根据Fe的体积百分比算出的体磁化强度相比偏小，并与晶粒尺寸的倒数呈线性关系，说明在晶粒表面存在较强的磁矩钉扎效应. 关键词： 铁磁共振 局域磁化强度 单轴各向异性 磁晶各向异性     

Fe-Cu-Nb-Si—B纳米晶合金的有效磁各向异性随退火温度的变化

研究了经不同退火温度处理的Fe(?)Cu_2Nb_3Si_(?)B,纳米晶合金的有效磁各向异性〈k〉的变化,得出该合金在T_a=480—550℃之间退火后的有效磁各向异性〈k〉比相应成份的α-Fe(Si)固溶体晶粒的磁晶各向异性K_1小一个数量级,但随T_a的开高有效磁各向异性〈k〉只稍有变大,为860—910J.m~(-1),而起始磁导率在T_a=550℃时达到最大值.这一软磁性能的改善主要是由合金的磁致伸缩系数λ_(?)的明显变小造成的,而与有效磁各向异性〈k〉的变化无关. 关键词：     

纳米超微晶Fe_(73.5)Cu_lMo_3Si_(13.5)B_9合金显微结构和磁性的研究

对纳米晶Fe_(73.5)Cu_1Mo_3Si_(13.5)B_9合金的原始制备态和各退火态样品进行了室温Mossbauer谱研究,结果表明晶化态的合金存在α-Fe(Si)微晶相和晶界的非晶相。晶相和非晶相内场和面积随退火温度的变化是退火时Cu,Mo,B等成分的扩散和在各相中的再分配引起的。最佳磁性能对应非晶相中的铁量占合金铁总量的30％左右,超微晶合金的双相无规各向异性模型表明,一定量的非晶相对保持纳米晶优异的软磁性能是必要的。Fe_2B相的出现使合金的性能变坏。     

纳米超微晶Fe73.5Cu1Mo3Si13.5B9合金显微结构和磁性的研究

对纳米晶Fe_73.5Cu₁Mo₃Si_13.5B₉合金的原始制备态和各退火态样品进行了室温Mossbauer谱研究,结果表明晶化态的合金存在α-Fe(Si)微晶相和晶界的非晶相。晶相和非晶相内场和面积随退火温度的变化是退火时Cu,Mo,B等成分的扩散和在各相中的再分配引起的。最佳磁性能对应非晶相中的铁量占合金铁总量的30％左右,超微晶合金的双相无规各向异性模型表明,一定量的非晶相对保持纳米晶优异的软 关键词：     

Tb0.3Dy0.7Fe2单晶中巨磁致伸缩的逆效应

研究了Terfenol-D材料中巨磁致伸缩的逆效应,即磁机械效应.基于Stoner-Wohlfarth(SW)模型,考虑磁晶各向异性和应力各向异性能,依据自由能极小原理,获得了退磁态下Terfenol-D单晶中磁化强度方向和压应力的关系.采用数值方法求解了平衡条件下的非线性方程组.理论结果表明,Terfenol-D巨磁致伸缩单晶中的磁各向异性取决于磁晶各向异性和应力各向异性之间的竞争.在压应力的作用下,Terfenol-D单晶中的磁各向异性由立方向单轴转变.理论和实验结果的比较表明,存在一个临界压应力,使磁致伸缩效应达到极大值.该理论结果还解释了压应力使得Terfenol-D单晶材料难于磁化和磁致伸缩效应出现极大值的实验事实.理论计算不仅为研究这类问题提供了一个更准确的方法,而且其结果也有助于理解类似材料中的磁化过程. 关键词： Terfenol-D 磁机械效应 巨磁致伸缩效应 磁各向异性     

Tb0.3Dy0.7Fe2单晶中巨磁致伸缩的逆效应

研究了Terfenol-D材料中巨磁致伸缩的逆效应,即磁机械效应.基于Stoner-Wohlfarth(SW)模型,考虑磁晶各向异性和应力各向异性能,依据自由能极小原理,获得了退磁态下Terfenol-D单晶中磁化强度方向和压应力的关系.采用数值方法求解了平衡条件下的非线性方程组.理论结果表明,Terfenol-D巨磁致伸缩单晶中的磁各向异性取决于磁晶各向异性和应力各向异性之间的竞争.在压应力的作用下,Terfenol-D单晶中的磁各向异性由立方向单轴转变.理论和实验结果的比较表明,存在一个临界压应力,使磁致伸缩效应达到极大值.该理论结果还解释了压应力使得Terfenol-D单晶材料难于磁化和磁致伸缩效应出现极大值的实验事实.理论计算不仅为研究这类问题提供了一个更准确的方法,而且其结果也有助于理解类似材料中的磁化过程.     

红条毛肤石鳖齿舌牙齿内纳米磁性矿物质的磁各向异性研究

SQUID和磁转矩测量表明红条毛肤石鳖齿舌牙齿内纳米磁性矿物质具有明显的磁各向异性,从能量角度对SQUID和磁转矩曲线的分析发现,这些材料具有明显的单晶单轴特性,对于磁各向异性,起作用的主要是磁晶各向异性。磁化过程中,长条片状纳米磁性矿物质中包含的小纳米晶粒磁畴磁矩转向外磁场方向,直到与外磁场方向一致,达到饱和为止,磁化过程中不存在畴壁的移动。     

红条毛肤石鳖齿舌牙齿内纳米磁性矿物质的磁各向异性研究

SQUID和磁转矩测量表明红条毛肤石鳖齿舌牙齿内纳米磁性矿物质具有明显的磁各向异性,从能量角度对SQUID和磁转矩曲线的分析发现,这些材料具有明显的单晶单轴特性,对于磁各向异性,起作用的主要是磁晶各向异性。磁化过程中,长条片状纳米磁性矿物质中包含的小纳米晶粒磁畴磁矩转向外磁场方向,直到与外磁场方向一致,达到饱和为止,磁化过程中不存在畴壁的移动。     

非晶态合金Fe_(81)B_(13.5)Si_(3.5)C_2在退火过程中磁各向异性和晶化的穆斯堡尔研究

用穆斯堡尔谱和X射线衍射方法,研究了急冷非晶态合金薄带Fe_(81)B_(13.5)Si_(3.5)C_2在空气中退火时磁各向异性的变化,及其与表面结晶和整体结晶的相关性。实验表明,在空气中退火时,磁各向异性的反常变化亦与表面结晶向体结晶的发展密切相关。     

Fe-Cu-Nb-Si-B纳米晶体软磁材料中有效磁各向异性的测定

研究了成分为Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉的纳米晶体结构的软磁材料的磁各向异性。理论分析及测量结果说明,用趋近饱和的磁化过程可以测定出这种材料中的有效磁各向异性常数,它比晶粒中的磁晶各向异性常数K₁约小一个数量级。 关键词：     

纳米结构表面形貌成型机理及其对石墨烯拉曼光谱的影响

通过真空热蒸镀和高温退火法制备的金属纳米复结构SERS基底因其具有良好的灵敏度,稳定性和均匀性而广泛应用于各种检测领域。石墨烯具有优良的光学特性,化学惰性以及荧光猝灭效应,自被发现以后一直是光学微纳器件中的一大热门材料。石墨烯还可以有效分离探针分子与基底,优化拉曼光谱质量,因此广泛应用于SERS研究领域。同时石墨烯可以有效隔绝金属纳米结构与空气的直接接触防止金属纳米结构被氧化而失效,也可以催化氧化银的脱氧反应提升SERS基底的稳定性。在石墨烯/金属纳米复合结构SERS基底在制备过程中,受到金属膜的种类、厚度参数、气体种类、退火时间、温度和气压等因素的影响,制备的金属纳米结构形貌存在很大差异。石墨烯的拉曼光谱会因为应力和掺杂导致其拉曼特征峰出现不同程度的增强,移动以及展宽。（1）采用真空热蒸镀法和高温退火法制备石墨烯/银纳米复合结构SERS基底,建立了金属纳米颗粒成型机理的模型,从孔洞形成、孔洞生长、金属纳米岛形成三个阶段分析了金属纳米粒子的成型过程,实验沉积5,10,15以及20 nm的银薄膜,退火后银纳米结构的覆盖率分别为~35.1%,~24.4%,~30%以及~96.0%,在沉积银薄膜样品上使用湿法转移石墨烯,退火处理后发现石墨烯阻止了银纳米岛的形成过程;（2）理论分析了银薄膜厚度、石墨烯覆盖对复合结构的几何形貌、拉曼增强特性的影响,石墨烯由于其具有较高的杨氏模量和表面张力,可以有效抑制退火过程中银薄膜向纳米粒子转变的过程,从而实现对复合结构表面形貌的调控;（3）实验研究了银纳米粒结构形貌对石墨烯拉曼光谱的影响,并理论分析了蒸镀不同银薄膜厚度的样品对石墨烯的拉曼光谱增强,移动以及展宽影响的具体原因。     

非晶态合金Fe81B13.5Si3.5C2在退火过程中磁各向异性和晶化的穆斯堡尔研究

用穆斯堡尔谱和X射线衍射方法,研究了急冷非晶态合金薄带Fe₈₁B_13.5Si_3.5C₂在空气中退火时磁各向异性的变化,及其与表面结晶和整体结晶的相关性。实验表明,在空气中退火时,磁各向异性的反常变化亦与表面结晶向体结晶的发展密切相关。 关键词：     

Ti掺杂Nd2Fe14B/α-Fe纳米双相复合永磁体晶化动力学

纳米双相复合稀土永磁材料,利用硬磁相高磁晶各向异性和软磁相高饱和磁化强度的优点,通过铁磁交换耦合作用获得优异的磁性能.但是如何解决软硬磁双相纳米微结构不匹配的问题,控制软硬磁相同时达到理想的纳米尺度复合是关键.本文研究了掺杂合金元素Ti对熔体快淬法制备的Nd₂Fe₁₄B/α-Fe快淬薄带晶化过程的影响.结果表明,掺杂合金元素Ti能影响Nd₂Fe₁₄B/α-Fe交换耦合磁体整个晶化动力学过程,使α-Fe相的晶化激活能升高,抑制其从非晶相中析出.同时,降低1∶7亚稳相的晶化激活能,起到稳定亚稳相的作用.而且随着晶化温度的进一步提高, α-Fe和Nd₂Fe₁₄B两相由1∶7亚稳相分解产生,从而有效避免了α-Fe相的优先析出.显微组织观察表明,掺杂Ti的样品晶粒细小、分布均匀,平均晶粒尺寸在20 nm左右,没有特别大的α-Fe粒子出现.当Ti的掺杂量原子百分数为1.0%时,获得了最佳磁性能(BH)_max=12 MG·Oe(1 G=10     

L1_0-FePt合金单层磁性薄膜的微磁学模拟

具有四方结构的L10-FePt合金因其具有高磁晶各向异性和良好的化学稳定性而成为超高密度薄膜磁记录介质的最佳选择.对实验制备得到的磁性能良好的垂直取向L10-FePt合金单层膜进行了微磁学分析.在传统微磁学模型的基础上,根据晶体的对称性,引入了四角磁晶各向异性能密度的唯象表达形式;又依据薄膜生长过程中晶格对称性的破坏,考虑了薄膜面内的应力,并引入了磁弹性能.以四角磁晶各向异性能和磁弹性能为重点,对L10-FePt合金单层膜的磁滞回线进行了详细的分析,并且用微磁学方法确定了薄膜面内应力的大小.