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磁性钕铁硼薄膜的电沉积机理研究，硕士学位论文，共68页。
摘要
磁性材料作为一种古老的功能材料，已被广泛应用于工业电机、电声、磁数据存储、汽车等多个领域。NdFeB 磁性材料是 1983 年在日本和美国发现的具有优质磁性能的新型永磁材料，一经问世就得到人们的高度关注。但是，传统用烧结法和粘接法制备的 NdFeB 磁性材料的抗腐蚀性能较差，严重限制了材料在很多环境中的应用。
电沉积作为一种纳米晶薄膜的制备方法，具有很多独特的优点，如工艺过程温度低、常压进行、镀层纯度高等。与此同时，电沉积制备的纳米晶薄膜结构致密均匀，对提高薄膜的耐蚀性具有一定帮助作用。
本论文拟采用直流电沉积的方法制备具有优良磁性能和耐蚀性能的纳米晶NdFeB 磁性薄膜材料，对其各项性能进行表征，并进一步研究其电沉积机理，确定 NdFeB 薄膜电沉积初期的“成核/生长”机理。主要内容如下：
1 通过单因素实验粗略确定了不同工艺条件及组成对 NdFeB 薄膜形貌的影响，包括 pH、镀液温度、电流密度、电沉积时间及金属离子浓度等。再通过正交实验设计确定了 NdFeB 薄膜电沉积的工艺条件，制备出表面致密均匀、光亮的NdFeB 薄膜。采用 SEM、EDS、VSM、附着力测试等技术对镀层材料进行表征。
结果表明 NdFeB 薄膜具有纳米晶结构，且表面光亮，颗粒均匀致密，具有优良的软磁性能。
2 采用循环伏安（CV）、计时电流（CA)及电化学阻抗（EIS）等电化学技术对NdFeB 薄膜电沉积初期的电化学行为进行研究。结果表明，纳米晶 NdFeB 磁性薄膜的电沉积初期遵循 3D 瞬时成核/生长机制。随着外加沉积电位的增大，电沉积过程的电荷转移电阻减小，晶核的生成核速率增大，能在一定程度上起到细化晶粒的作用。
3 采用 Tafel 技术及电化学阻抗(EIS)技术对 NdFeB 薄膜材料在 3%的中性 NaCl溶液中的腐蚀行为进行研究。结果表明材料的自腐蚀电位正移，自腐蚀电流减小，电沉积制备的磁性 NdFeB 薄膜材料具有比传统烧结法制备的 NdFeB 材料要优良的耐蚀性能。EIS 谱图呈现两个时间常数的特征，随着时间延长，表征腐蚀反应速率的电阻不断减小，但腐蚀产物的附着也在一定程度上保护了材料腐蚀的进一步发生。
关键词：磁性材料；NdFeB 薄膜；电沉积工艺；电沉积机理；腐蚀

第一章 绪论
1.1 研究背景及选题依据
在当代信息、能源、科技、航空航天及国防建设飞速发展的 21 世纪，无疑对材料的性能提出了更高要求，高集成、高密度存储的小尺寸材料越来越受到人们青睐。纳米材料作为材料科学的重要分支，以其独特的优势在材料领域居于核心地位，纳米材料集中体现了小尺寸、高集成度的特点[1-3]，对信息、能源、航空航天、军事国防等领域方面的变革起着很重要的作用。物质被加工到纳米尺寸时，由于内部结构的变化，会产生表面效应、小尺寸效应、体积效应、宏观量子隧道效应等，其光学、力学、磁学、电学、声学等方面也会相应地发生变化，从
而产生与常态物质不同的特异性功能。纳米材料的创新，必定会对 21 世纪的国防、经济产生重要影响，给人们生活带来翻天覆地的变化。
纳米磁性材料是一种材料尺寸线度为纳米级的纳米粒、一维金属丝或二维超薄膜。磁性纳米材料以优良的磁记录、磁存储、高磁能及永磁最具有特征性，纳米磁性材料的磁记录密度是普通材料的十倍[4-6]。纳米磁性材料成分上以 Fe、Co、Ni 这三种元素和众多性质与作用各不相同的非磁性元素及其化合物之间的组合为主，采用新的工艺技术制作出具有优异磁性和其它许多优良特性的新型材料。
3000 年以前，人们就开始认识到物质的磁性，并应用它为人们服务，中国古代的指南针就是磁铁的具体应用。现代磁性材料已经广泛应用在我们的生活之中，汽车上的马达、用于变压器中的铁心材料、存储应用的磁光盘、计算机用于磁记录的软盘、现在的磁卡等都是磁性材料在日常生活中的应用。因此说，磁性材料与现代的信息化、机电一体化、自动化、国防、国民经济等方面都紧密相关[7-8]。制备高性能的磁性纳米材料会对人们生活带来极大便利。
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