Ti(t)/Co(54nm)/Ti(t)纳米薄膜的制备和磁特性

应用对靶磁控溅射法在玻璃基底上制备了Ti(t)/Co(54nm)/Ti(t)(t=5,10,15,20,25nm)纳米薄膜,研究了非磁性Ti层厚度对样品磁特性的影响.实验结果显示,Ti(5nm)/Co(54nm)/Ti(5nm)样品的垂直膜面矫顽力高达159kA·m-1.研究表明,如此高的矫顽力主要源于样品晶粒的磁晶各向异性.另外,非磁性Ti原子的扩散在一定程度上减小了磁性颗粒间的交换相互作用,导致出现大的矫顽力.     

后退火对C/CoCrPt/Ti颗粒膜的微结构和磁特性的影响

在室温下,采用射频溅射模式和直流对靶溅射模式制备了C(60 nm)/CoCrPt(30 nm)/Ti(60 nm)系列薄膜.样品在高真空条件下进行30 min后退火,退火温度分别为RT(室温),300,500,600 ℃.研究表明,后退火处理对样品的微结构和磁特性有很大的影响.VSM测量结果显示,当ta=300 ℃时,垂直膜面矫顽力达到最大(131 kA/m);扫描探针显微镜(SPM)观察结果显示,样品的平均粒径最小为9.6 nm.     

Ag层厚度对Ag/Fe/Ag薄膜的微结构和磁特性的影响

室温下,利用直流对靶磁控溅射设备制备了Ag(x)/Fe(35nm)/Ag(x)系列薄膜,x=1,2,3,4nm.利用扫描探针显微镜(SPM)观测了样品的表面形貌及磁畴结构,应用X射线衍射仪(XRD)分析了样品的晶体结构,通过振动样品磁强计(VSM)测量了样品的磁特性.研究表明,非磁性Ag层厚度对Ag/Fe/Ag系列薄膜的微结构和磁特性有很大的影响.SPM观测显示,随Ag层厚度增加磁畴尺寸呈现先减小后增加的趋势.VSM结果显示,矫顽力的变化与磁畴尺寸的变化趋势是一致的,x=3nm时,垂直膜面矫顽力达到最大.     

不连续Fe25Ni75/SiO2多层膜的微结构和隧道磁电阻效应

用射频磁控溅射技术制备了[SiO2(t1)/Fe25Ni75(t2)]N多层膜系列(其中t1和t2分别代表SiO2层和Fe25Ni75层的厚度,N代表层数).研究发现,对[SiO2(3.3 nm)/Fe25Ni75(t2)]10系统,当Fe25Ni75层厚度小于2.4 nm时,Fe25Ni75层从连续变为不连续;当Fe25Ni75层不连续时,lnR基本上正比于T-1/2,表明导电机制为热激发的隧穿导电;在t2=2.1 nm时,隧道磁电阻(TMR)有极大值,为-0.64%.对[SiO2(1.8 nm)/Fe25Ni75(1.6 nm)]N系统,发现磁电阻先随着层数的增加而增加,然后趋于饱和.     

以NiFeNb为新种子层的纳米级坡莫合金薄膜的各向异性磁电阻

以三元合金NiFeNb作新种子层,采用直流磁控多靶设备制备了具有不同Nb含量(x)、NiFeNb厚度(t)和坡莫合金厚 度(d)的纳米级(Ni82Fe18)1-xNbx(tnm)/Ni82Fe18(dnm)/Ta(3nm)坡莫合金系列膜.测量了样品的各向异性磁电阻和微结 构.从实验角度详细研究了AMR随x,t,d和退火等工艺条件的变化.结果表明:①作为x或t的函数,AMR在x=23.8% 或x=2.75nm处分别最大;②NiFeNb作为种子层在提高坡莫合金薄膜各向异性磁电阻方面优于Ta;③在通过中高温退 火来改善坡莫合金薄膜AMR方面,NiFeNb种子层明显好于Ta和NiFeCr.     

SmCo5硬磁薄膜的制备研究

以Cr层为底层和保护层,采用直流共溅射的方法在Si基片上制备了Cr(80 nm)/SmCo5(300nm)/Cr(8 nm)薄膜,并对样品进行550℃保温30 min的退火,然后分别利用EDX射线能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜、振动样品磁强计分析研究了退火前后SmCo5薄膜样品的成分、结构、表面形貌、磁学性能及其变化规律.结果表明:在10-4Pa真空环境下,SmCo5薄膜在550℃退火,保温30 min后具有较好的硬磁性能,矫顽力Hc为1 738 Oe.     

Ni/Ti原子数比值对NiTiAlHf合金微观组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、室温和高温压缩实验等方法研究了Ni/Ti值对Ni42+xTi50-xAl4Hf4(x=0～7)合金的微观组织和力学性能的影响.Ni42+xTi50-xAl4Hf4合金由NiTi基体和Ti2Ni相组成,随着Ni/Ti原子数比值的增加,Ti2Ni相的尺寸和数量急剧减少,析出强化效果减弱.室温时,随着Ni/Ti值的增加,NiTiAlHf合金的压缩屈服强度和显微硬度逐渐降低,塑性提高.高温下,当Ni/Ti<1时,Ti2Ni相的析出强化起主要作用,合金的屈服强度随Ni/Ti值增加而降低;当Ni/Ti>1时,Hf固溶强化作用的影响提高,并且Ti2Ni相趋于均匀弥散分布,使合金的屈服强度随Ni/Ti值增加而升高.在化学计量比(Ni/Ti=1)两侧,合金的屈服强度变化不对称.     

NiO-TiO_2纳米复合薄膜的阻变特性

利用溶胶凝胶法制备了不同n(Ni)/n(Ti)比的Ni O-TiO_2复合薄膜,电学测试表明薄膜具有可重复双极阻变特性,且开关比与Ni O薄膜相比有显著提升.400℃退火n(Ni)/n(Ti)为7∶1的样品阻变阈值电压低、开关比高且稳定性好,原因是Ni O-TiO_2薄膜可形成P-N结纳米结构.焦耳热分析表明薄膜荷电输运属于热激发,高阻态符合由氧空位缺陷俘获电荷所致空间电荷限制导电机制,低阻态为欧姆特性,阻变机理为电荷俘获及再释放.     

下底层Ti引导制备Co-Pt垂直磁记录薄膜的研究

在加热的玻璃基板上,通过磁控溅射的方法沉积金属Ti作为下底层,然后沉积不同成分的Co1-x-Ptx(x=0,15%,26%,35%)磁性薄膜.利用振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射技术(XRD)分析了薄膜的磁性能和晶体结构.结果表明Pt原子分数对Co-Pt晶格常数有重要影响,随着Pt原子分数的增加,Co晶格常数(a,c)增大,从而减小Co-Pt与下底层Ti在(00.2)晶面之间的错配度,有利于c轴取向垂直膜面排列,获得了较好的磁性能.引入Ti和SiO2共溅射制备下底层,研究发现随着SiO2体积分数的增加,Co-Pt薄膜的垂直磁性能得到改善.     

密堆六方结构Ni纳米颗粒的合成及其磁性

采用溶胶-凝胶方法制备前驱体样品, 在氩气气氛中不同温度下热处理得到样品. 利用热分析仪、 X射线衍射(XRD)、 透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)研究材料的合成、 形貌、 结构及其磁性. 结果表明, 经300 ℃热处理的样品为具有密堆六方结构的球形Ni纳米颗粒, 且六方Ni单相具有铁磁性质, 平均晶粒尺寸即超顺磁临界尺寸约为12 nm, 室温下在-800~800 kA/m磁场范围内未表现出饱和趋势, 最大比磁化强度为0.58 (A·m2)/kg, 矫顽力为1.592 kA/m.      

强脉冲离子束对Ni/Ti和Al/Ti体系的辐照混合研究

研究了强脉冲离子束(IPIB)对Ni/Ti和Al/Ti体系的混合效果,并与常规离子束混合进行了对比研究,表明IPIB辐照确实获得了比常规离子束辐照更厚的混合层,且混合效率远高于常规离子束。但对于不同的膜/基体体系,IPIB混合效果相差很大。这与膜和基体的热力学特性的差异相关。在IPIB辐照过程中,膜材料损失严重,特别是膜和基体的热力学特性差异大的样品损失更加严重。探讨了IPIB辐照不同于常规离子束混合的两种特殊混合机制以及膜材料损失的原因。     

羟基磷灰石/钛网状复合材料的制备及其性能

以Ca(OH)2和H3PO4为反应物,通过溶胶-凝胶法制备了羟基磷灰石(HA)粉体;用机械混合法制备了TiH2包覆HA的粉体;用热压法制备了纯HA陶瓷材料及HA/Ti复合材料.XRD相分析结果表明:通过溶胶-凝胶法制备的HA粉体,经过900℃煅烧2 h后,粉体的主晶相为HA,有少量的CaO;HA/TiH2包覆粉末经1 050℃热压后,复合材料中的主要相是HA和Ti,同时出现了Ca2P2O7和Ca3(PO4)2相.1 050℃热压的HA/25%Ti(体积分数)复合材料的断裂韧性为2.4 MPa.m-1/2,抗弯强度为54 MPa,均高于纯HA材料.显微组织的观察表明金属钛在材料中呈网状分布,网状...     

Ti6Al4V表面喷涂钛/玻璃生物涂层形貌特征研究

采用亚音速火焰喷涂方法,在钛合金基体表面制备了钛及钛/玻璃生物涂层,并进行了700℃晶化处理.用SEM和AES观察不同成分及晶化处理前后涂层表面形貌及成分.试验表明:喷涂过程中,高速熔融的钛粉粒子撞击表面能很快润湿铺展,粒子高速飞行易产生大量二次溅射粒子.添加生物玻璃表面润湿性较差,但涂层内贯穿性裂纹减少.晶化处理后发现,添加生物玻璃涂层表面及裂纹缝隙内有长约1μm、宽度为50~100nm的细棒状晶体析出,形成交错搭接网架结构,增加涂层生物活性,裂纹处晶体析出起到了愈合裂纹,阻断基体材料有毒物质钒融入生体通路的作用.     

Effect of Ti/B Additions on the Formation of Al3 Ti of in situ TiB2/Al Composites

A novel technique for fabricating TiB₂/Al composites in molten aluminum was introduced. The formation mechanism of brittle Al₃Ti particulates up to 30 m in size produced in the composites was studied and a method of eliminating them was proposed. The results show that (1) the brittle Al₃Ti particulates are always present in the composites when the molar ratio of Ti to B n_Ti:n_B is 1:2; and (2) the formation of the brittle Al₃Ti phase can be avoided entirely from the final product by using a proper n_Ti:n_B of l:4 in the Ti-B-Al preforms.In the former case, the tensile elongation of the composite is only 4%, much lower than the value of pure aluminum (20%). In the later case, the tensile elongation of this composite is 10%, higher than the value of the composite with a lot of Al₃Ti (4%), whereas the ultimate tensile strength of the former is nearly that of the later.     

TiN-MOS2/Ti复合薄膜的摩擦性能

采用纳米复合非平衡等离子体镀膜方法制作了应用于月球车活动关节的新型TiN-MoS2/Ti复合润滑薄膜,通过SEM、XPS等对复合薄膜的微观结构和成分进行了分析,并进行了耐磨和抗潮湿性能试验。研究结果显示,与传统多层膜结构相比,TiN-MoS2/Ti新型复合膜的钻孔数从278个提高到356个;潮湿储存10d后,其耐磨性能与多层膜相比,提高了2.5倍。因此,通过优化制备工艺及加入Ti添加剂等方法可以有效提高月球车活动关节处润滑薄膜的耐磨和抗潮性能。     

Ti/Cu/不锈钢爆炸复合界面层的电子显微组织

采用扫描电镜(SEM)与电子探针(EPMA)研究了Ti(合金)/Cu/不锈钢(S.S)爆炸复合界面层的电子显微组织特征,分析了界面层成分再分布规律及化合物的形成。结果表明,CU/S.S界面层具有明显的爆炸焊接波状组织,波长约200μm。Ti/Cu界面层呈锯齿波状,比较细小,波长仅30～40μm。在中间过渡层Cu,观察到大量的应力应变流线,显示爆炸复合过程冲击波流动特征。SEM照片及EPMA合析结果表明:在高温、高压、快速爆炸焊接过程中存在着复杂的冶金物理反应,形成多种反应产物。界面层除发生塑性形变外,还存在相互扩散,熔化和回复再结晶。     

Ti/TiO_2界面的整流特性研究

采用电化学阳极氧化法在钛片表面构筑了一层结构有序、纳米级的TiO2纳米管阵列膜层,考察了制备电压对TiO2纳米管阵列形貌和尺寸的影响,应用扫描电子显微镜(SEM)对膜层的形貌进行了表征,测量了Ti/TiO2界面的整流特性,研究了TiO2纳米管阵列膜层结构与Ti/TiO2界面的整流特性的关系。结果表明:制备电压对TiO2纳米管阵列的结构起到关键的作用,二氧化钛纳米管之所以具有整流特性是由于Ti/TiO2界面具有类似p-n结的性质。利用二氧化钛纳米管的整流特性,人们可以制备出各种性能优良的材料和器件。     

Microstructure and mechanical properties of a hot-extruded Al-based composite reinforced with core-shell-structured Ti/Al3Ti

An Al-based composite reinforced with core-shell-structured Ti/Al3Ti was fabricated through a powder metallurgy route followed by hot extrusion and was found to exhibit promising mechanical properties. The ultimate tensile strength and elongation of the composite sintered at 620°C for 5 h and extruded at a mass ratio of 12.75:1 reached 304 MPa and 14%, respectively, and its compressive deformation reached 60%. The promising mechanical properties are due to the core-shell-structured reinforcement, which is mainly composed of Al3Ti and Ti and is bonded strongly with the Al matrix, and to the reduced crack sensitivity of Al3Ti. The refined grains after hot extrusion also contribute to the mechanical properties of this composite. The mechanical properties might be further improved through regulating the rela-tive thickness of Al-Ti intermetallics and Ti metal layers by adjusting the sintering time and the subsequent extrusion process.     

硼钛复合纤维拉伸曲线分析

研究了硼钛复合纤维在拉伸过程中的行为，结果表明：复合纤维的变形是由纤维的弹性应变与基体的弹塑性应变复合迭加而成，并且在纤维与基体结合十分牢固，基体组元体积分数又较少的情况下，复合纤维表现为高强度，高弹性模量及低塑性，将试验结果同理论计算模型进行了比较，所得结果基本一致。