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(jià)值。為了弄清楚這些材料中間隙氮原子和替代的鎳原子對(duì)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(duì)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(jià)態(tài)和成分用X射線光電子能譜測(cè)得。Fe-N薄膜的磁特性由振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)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?chǔ)?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(chǎng)和暗場(chǎng)像可以清楚地看到晶粒大小隨溫度的變化。(6)通過(guò)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(shí)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(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)做了結(jié)構(gòu)和磁性的測(cè)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(shí)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?。伙柡痛呕瘡?qiáng)度隨著Ni含量的增加而下降，矯頑力的變