退火处理对(FeCo)/Cu多层膜巨磁电阻及电磁性能的影响

采用直流磁控溅射法制备Ta/[(Fe89.6Co10.4)0.76 nm/Cu1.2 nm]25多层膜,X射线衍射试验结果表明,退火处理提高了薄膜的结晶度,退火温度达到550℃时,薄膜中发生Fe Co和Cu的相分离;AFM测试表明增加Ta缓冲层后可有效地降低薄膜的粗糙度;巨磁电阻(GMR)效应测量结果表明,随着退火温度的升高,样品的巨磁电阻效应呈现出先增大后减小的趋势,在350℃达到最大值-1.95%;薄膜的磁性饱和场随着退火温度的升高而变大,矫顽力亦增加,并在450℃时达到3.614×104A/m。

FeCoSiB/Cu/FeCoSiB多层膜的应力阻抗效应研究

采用直流磁控溅射法在柔性Kapton基片上制备了三明治结构的FeCoSiB/Cu/FeCoSiB多层膜,研究了多层膜的交流阻抗随外加应力变化的规律。测试结果表明,三明治结构多层膜的阻抗随外加应力的增大而增大,应力阻抗效应随中间导电层厚度以及铁磁层厚度的增加而增强,同时应力阻抗效应也与测试频率密切相关。

调制周期与调制比对Cu/Nb纳米多层膜结构和性能的影响

为研究调制周期λ和调制比η对Cu/Nb纳米多层膜结构和性能的影响,用磁控溅射沉积Cu/Nb多层膜,λ=30~150 nm,η=1、1.5及2。多层膜微观结构与形貌用X射线衍射仪、扫描电镜及原子力显微镜分析,性能用微力拉伸仪、纳米压痕仪及四探针仪测试。结果表明,Cu/Nb多层膜的结构和性能受控于λ和η。Cu和Nb层分别呈Cu(111)和Nb(110)织构,且均为纳米晶结构。在Cu/Nb界面处,Cu扩散进入Nb层。表面Cu层颗粒尺寸随Cu层增厚而增大。随λ或η减小,Cu/Nb多层膜的屈服强度σ_(0.2)、显微硬度H和电阻率ρ都呈增加趋势。而裂纹萌生临界应变ε_(c)则与1/λ或η呈正相关。

Cu/Ni多层膜在多冲与压压载荷下的失效行为

采用磁控溅射技术在TC4钛合金表面制备Cu/Ni多层膜,利用多冲和动态循环压压试验装置对膜层的力学性能进行了评价,探讨了冲击条件、多层膜调制周期及结构等对多层膜失效行为的影响,比较了多层膜和单层Cu、Ni膜在多冲条件下的失效行为,以及多冲与循环压压载荷对多层膜失效行为的影响。结果表明:多冲法能够较好地表征Cu/Ni多层膜的结合强度、韧性、内聚强度。压压载荷作用下多层膜的失效主要表现为单一的开裂现象,因而压压法更适合评价膜层的韧性。采用合适的过渡层、离子辅助和基材加热方法可以获得高的多层膜强度和韧性;调制周期小于600nm的Cu/Ni多层膜的内聚强度、韧性及多冲承载能力高于Cu、Ni单层膜;调制周期小于200nm的多层膜呈现出明显的超硬度现象,且具有良好的强韧性能。

ZnSe∶Cu纳米晶/聚电解质多层膜制备和结构研究

采用分子沉积方法制备了 Zn Se∶Cu纳米晶 /聚电解质多层膜 ,通过 X射线光电子能谱 ( XPS)和透射电镜 ( TEM)等方法对薄膜的组成及结构进行了表征 . XPS结果证实了回流处理对 Zn Se∶ Cu微粒的表面结构以及铜离子价态的影响 ,从而很好地解释了经表面修饰后 ,微粒荧光增强的现象 .TEM结果确定 Zn Se∶Cu的平均尺寸为 3nm.X射线粉末衍射结果进一步确认 Zn Se∶Cu具有纤锌矿晶体结构 .

Co/Cu纳米多层膜的制备及巨磁阻性能的研究

采用恒电位双电解槽法在硼酸镀液体系中,以单晶 Si(111)为基底电沉积制备 Co/Cu多层膜,确定了双槽法制备多层膜的工艺条件,为得到优良的多层膜巨磁阻材料,镀液体系中加入了自制的添加剂。并用扫描电镜(SEM)表征了多层膜的断面形貌,小角度X射线衍射(LXRD)谱图中出现了 2 个衍射峰,大角度X射线衍射(MXRD)谱图中强衍射峰的两侧出现了卫星峰,表明多层膜具有超晶格结构。用物性测量系统( PPMS )测试了 Co/Cu 多层膜的巨磁阻(GMR)性能,GMR值达到52.52%。

Cu／Ni多层膜强化机理的分子动力学模拟

运用分子动力学方法模拟了Cu/Ni薄膜结构在纳米压入和微摩擦过程位错的运动规律,探讨了薄膜结构中位错与界面的相互作用规律.结果表明:Cu/Ni多层膜结构中的层间界面会阻碍位错继续向材料内部扩展,阻碍作用主要来自于两个方面:界面失配位错网对位错运动的排斥阻力使其难以到达或穿过界面;由弹性模量差而产生的界面镜像力使位错被限制在Cu单层膜内运动.这种阻碍作用有利于提高Cu/Ni多层薄膜的力学性能.

电刷镀Cu／Ni纳米多层膜的微动磨损性能

用球-盘磨损装置研究了电刷镀Cu／Ni纳米多层膜的摩擦磨损性能,采用SEM观察了其表面和截面形貌,并比较了该复合膜层与纯镍镀层的摩擦系数随时间的变化趋势、磨损量以及磨痕形貌。结果表明,该纳米多层膜具有较好的抗微动磨损性能,且晶粒细小,组织致密,界面清晰,各子层厚度均匀;该镀层与纯镍镀层的摩擦系数在达到稳定值后无明显变化;该多层膜的微动磨损方式为粘着疲劳磨损。

单晶硅上电沉积Cu/Co纳米多层膜及其巨磁电阻效应

采用双脉冲控电位技术在单晶硅上沉积了一系列Cu/Co纳米多层膜 ,调制波长从 2 0 0nm到 5nm不等 .用扫描电镜及X射线衍射对多层膜的调制结构进行了表征 .采用四探针法测试多层膜的巨磁电阻 (GMR)效应 ,研究了GMR与调制波长 (λ)、铜的子层厚度 (δCu)的关系 :λ较大时 ,没有观察到明显的GMR效应 ;λ <30nm时 ,GMR效应随λ减小而增大 ;而λ <8nm时 。

Co/Cu纳米多层膜的电化学制备及其微观结构的表征

以(110)高择优的Cu片为基底,在硫酸盐镀液中采用单槽双脉冲控电位电沉积法制备了Co/Cu纳米多层膜。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别对多层膜的微观结构和形貌进行了表征。结果表明,Co/Cu多层膜具有良好周期性,多层膜的微结构和表面形貌与表层的金属层紧密相关,也与Co和Cu镀层厚度及其相对厚度、周期数相关。硼酸的加入有利于改善Co/Cu多层膜的层状结构。

电沉积Ni_(80)Fe_(20)/Cu纳米多层膜及其巨磁电阻效应

采用单槽控电位双脉冲技术在n-Si(111)晶面上制备了[Ni80Fe20/Cu]n多层膜,用SEM观测了多层膜的断面形貌,利用X射线衍射(XRD)表征了多层膜的超晶格结构。采用四探针法研究了多层膜的巨磁电阻(GMR)性能,结果表明,多层膜的GMR值随着Cu层厚度的变化发生周期性振荡,随着NiFe层厚度的增加先增大后减小;当样品结构为[NiFe(1.6nm)/Cu(2.6nm)]80时,GMR值可达6.4%;多层膜的最低饱和磁场仅为750Oe。磁滞回线测试结果表明,反铁磁耦合多层膜具有较小的矩形比,更适宜作为磁头材料。

掺杂Cu(OH)_2纳米微粒聚电解质多层膜的摩擦磨损行为研究

采用分子沉积技术在石英和单晶硅基底上交替吸附带相反电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)制备出初始聚电解质多层膜,在聚电解质多层膜上吸附Cu2+且与磺酸根键合于碱性溶液中水解,在聚电解质内原位生成Cu(OH)2纳米微粒,通过多次吸附-水解循环原位生成掺杂Cu(OH)2纳米微粒聚电解质多层膜.采用紫外可见吸收光谱、原子力显微镜及透射电子显微镜分析原位生成Cu(OH)2纳米微粒前后多层膜的结构与形貌,采用LKDM-2000型摩擦磨损试验机评价多层膜的摩擦磨损性能.结果表明:与初始多层膜相比,含Cu(OH)2纳米微粒聚电解质多层膜的摩擦系数有所提高,且随法向载荷的增加变化较平稳;聚电解质多层膜表现出较好的耐磨性,这是由于聚电解质多层膜内的纳米微粒提高了承载能力;薄膜的磨损机理主要为粘着磨损,由于纳米微粒的存在,可以减轻其塑性变形和粘着磨损.

FeSiB/Cu/FeSiB多层膜巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在玻璃基片上制备了FeSiB/Cu/FeSiB多层膜 ,在 10 0kHz～ 40MHz范围内研究了FeSiB/Cu/FeSiB多层膜中的巨磁阻抗效应特性。当磁场强度Ha 施加在薄膜的长方向时 ,巨磁阻抗效应随磁场的增加而增加 ,在某一磁场下达到最大值 ,然后随磁场的增加而下降到负的巨磁阻抗效应。在频率为 3 2MHz时 ,在磁场强度Ha=2 40 0A/m时巨磁阻抗变化率达到最大值 13 5 0 % ;在磁场强度Ha=96 0 0A/m时 ,巨磁阻抗变化率为 - 9 2 0 %。巨磁阻抗效应的最大值及负的巨磁阻抗效应与多层膜中磁各向异性轴的取向及发散有关。另外 ,当磁场施加在薄膜的短方向时 ,薄膜表现出负的巨磁阻抗效应 ,在频率为 3 2MHz,磁场强度Ha=96 0 0A/m时 ,巨磁阻抗变化率可达 - 12 5 0 %

FePt/Cu多层膜化降低L1_0-FePt有序化温度

采用直流磁控溅射方法制备FePt/Cu多层膜,再经不同温度下真空热处理得到有序L10-(FePt)100-xCux薄膜.结果表明,Cu的添加可以降低FePt薄膜有序化温度.[FePt(4nm)/Cu(0.2nm)]10多层膜在350℃热处理1h后,有序度增至0.6,矫顽力达到421kA/m.对插入极薄Cu层促进有序化在较低的温度下进行的热力学和动力学因素进行了讨论.

NiFe/Cu和NiFe/Mo多层膜的界面结构与巨磁电阻

用磁控溅射方法制备了NiFe／Cu和NiFe／Mo多层膜.测量了厚度不同的Cu层和Mo层多层膜的磁性和磁电阻，并用电镜分析了部分NiFe／Cu多层膜样品测量到NiFe／Cu多层膜的室温巨磁电阻随Cu层厚度振荡的第一、二、三峰而在NiFe/Mo多层膜中未发现巨磁电阻效应讨论了多层膜的界面结构对巨磁电阻效应的影响.

双槽电沉积法制备Cu/Ag纳米多层膜制备及研究

双槽电沉积法制备了不同调制波长的Cu/Ag金属多层膜(Cu膜和Ag膜等厚),用扫描电子显微镜观察了多层膜的层状结构,并研究了不同调制波长下多层膜的显微硬度变化。结果表明:双槽电沉积法制备的Cu/Ag多层膜层状结构明显。当调制波长大于100 nm时,显微硬度随调制波长减小而增加;当小于100 nm时,硬度随调制波长减小而降低;调制波长为100 nm时,显微硬度取得最大值,为150HV。

Ni/Cu复合多层膜电爆炸等离子体发射光谱特性及飞片推动性能

为探索复合多层膜爆炸箔电爆炸的作用机理,开展了Ni/Cu复合多层膜爆炸箔性能研究。采用电化学沉积方法制备了相同厚度的Ni/Cu复合多层膜(调制周期分别为200nm/300nm和300nm/400nm)及纯Cu、Ni金属膜,通过等离子体发射光谱特性测试分析,计算获得了不同放电电流条件下不同结构的Ni/Cu复合多层膜、纯Cu、Ni金属膜电爆炸等离子体电子温度。通过匹配加速膛、飞片进行了爆炸箔推动飞片的PDV速度测试和分析,获得了不同放电电流条件下Ni/Cu复合多层膜、纯Cu、Ni金属膜爆炸箔推动飞片性能。研究结果表明:在电流为2.5kA时,(Ni200Cu300)8和(Ni300Cu400)5Ni300电爆炸等离子体发射光谱强度以及等离子体电子温度均高于纯Cu和纯Ni,说明Ni/Cu复合材料在相同条件下电爆炸储能密度更高;在电流为2.5kA时,Ni/Cu复合材料中的Ni开始对等离子体推动飞片起促进作用,(Ni200Cu300)8和(Ni300Cu400)5Ni300爆炸箔推动飞片的加速时间更长,最终速度均高于纯Cu爆炸箔。

不同退火温度下Cu/Ni纳米多层膜的结构与力学性能稳定性

为研究不同退火温度下Cu/Ni纳米多层膜的结构与力学性能稳定性,采用电子束蒸发镀膜技术在Si(100)基片上沉积不同周期(Λ为4,12,20 nm)的Cu/Ni多层膜,在真空条件下对试样进行温度为200℃和400℃,时间为4 h的退火处理,分析了沉积态(未退火态)与退火态Cu/Ni多层膜纳米压痕硬度、弹性模量与微结构的演变,讨论了不同调制周期Cu/Ni多层膜的热稳定性。结果表明:200℃下4 h退火后,Λ为4,12和20 nm的Cu/Ni多层膜均保持了硬度与弹性模量的热稳定性。而在400℃下4 h退火后,Λ为12 nm的Cu/Ni多层膜出现了硬度和弹性模量的软化现象,硬度由6.21 GPa降低至5.83 GPa,弹性模量由190 GPa降低至182 GPa。这是由于共格界面被破坏,界面共格应力对Cu/Ni多层膜力学性能贡献作用削弱导致的。

界面结构对Cu/Ni多层膜纳米压痕特性影响的分子动力学模拟

金属多层膜调制周期下降到纳米级时,其力学性质会发生显著改变. Cu-Ni晶格失配度约为2.7%,可以形成共格界面和半共格界面,实验中实现沿[111]方向生长的调制周期为几纳米且具有异孪晶界面结构的Cu/Ni多层膜,其力学性质发生显著改变.本文采用分子动力学方法对共格界面、共格孪晶界面、半共格界面、半共格孪晶界面等四种不同界面结构的Cu/Ni多层膜进行纳米压痕模拟,研究压痕过程中不同界面结构类型的形变演化规律以及位错与界面的相互作用,获取Cu/Ni多层膜不同界面结构对其力学性能的影响特征.计算结果表明,不同界面结构的样品在不同压痕深度时表现出的强化或软化作用机理不同,软化机制主要是由于形成了平行于界面的分位错以及孪晶界面的迁移,强化机制主要是由于界面对位错的限定作用以及失配位错网状结构与孪晶界面迁移时所形成的弓形位错之间的相互作用.

Cu/Ni-P多层膜的制备及其摩擦学性能研究

用电沉积方法制备了软硬层交替的Cu/Ni-P多层膜,用原子力显微镜观察分析了多层膜的表面形貌,用X射线衍射仪测定了其相结构;采用动-静摩擦系数精密测量装置考察了多层膜的摩擦学性能和摩擦磨损机制;采用扫描电子显微镜观察分析了其磨损表面形貌.结果表明:Cu/Ni-P多层膜与钢球对摩时具有较好的抗磨减摩性能;在低载荷和低滑动速度下,多层膜的磨痕表面存在擦伤痕迹和较浅的犁沟;在高载荷下多层膜发生严重粘着磨损和剥落.