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化学镀Ni、Co基合金功能材料的最新发展
2012-12-01 00:00:00 作者:林忠华 林琳 杜金辉 来源:《腐蚀防护之友》


  除此之外,化学镀镍一锡一铝一磷合金(Ni一Sn一A1一P)镀层、镍一锡一硅一磷合金(Ni一Sn一Si一P)镀层、镍一锡一铜一磷合金(Ni一Sn一Cu一P)镀层、镍一锡一铝一硅一磷合金(Ni一Sn一AL一Si一P)镀层等一系列产品也相继开发成功。


  在获得化学镀镍一铬一磷合金(Ni一Cr一P)镀层的同时,我们还得到了镍一铬一锆一磷合金(Ni一Cr-Zr一P)镀层、镍一铬一硅一磷合金(Ni一Cr一Si一P)镀层、镍一铬一钨一磷合金(Ni一Cr一W一P)镀层、镍一铬一钨一硅一磷合金(Ni一Cr一W一Si一P)镀层、镍一钴一磷合金(Ni一Co一P)镀层、镍一钴一钨一磷合金(Ni一Co一W一P)镀层、镍一钴一铬一钨一磷合金(Ni一Co一Cr一W一P)镀层。


  有研究人员将化学镀Ni一W一P合金镀层应用在耐腐空冷设备上,将Ni一Co一P应用在NdFeB表面,也有用化学镀Ni一Co一P合金解决了贮氢电极电化学性能的影响,并用化学镀Ni一Co一P薄膜获得了很好的磁性记录效果,还有将化学镀Ni一Co一W一P磁性薄膜用于支架治疗管道狭窄症,这是医学界的一大革命。


  在金属或合金支架上覆一层磁性薄膜,当把覆有磁性薄膜的支架植入人体内,再向该部位提供具有医疗效用的磁性药囊,则该磁性药物颗粒就可以附着在支架上,从而实施靶向局部给药,增加了现有支架化学药物治疗的功能,达到减小药物负作用、提高药效的目的。


  由于含镍离子的涂层或镀层将被禁止使用在人体内部,我部成功研制出了钴铬磷(Co一Cr一P)合金镀层以替代含镍磁性镀层,以解决磁性支架覆盖层因含镍离子被禁止使用的问题。


  另外,也有研究将化学镀镍的优势发展到了制造隐形材料领域,这也给化学镀镍系多元合金提供了一个新的领域。


化学镀Co基薄膜合金材料


  在超大型体积电路的发展中,台湾研究人员发现以铜取代铝做为导线材料已成为必然的趋势。然而半导体铜内连线结构易因铜原子扩散而掼坏元件效能,因此为了克服铜原子容易扩散的情形,在铜导线与介电层之固需要一高稳定性之扩散阻障层,以防止铜原子扩散业增加界面附着性。


  非晶钴一钨一磷(CoWP)薄膜可避免铜沿晶界扩散,同时又具有优良之热稳定性。我部的化学镀钴钨磷(Co一W一P)合金及钴钨钛磷(Co一W一Ti一P)合金镀层沉积速度快镀层质量好。钴铬(Co一Cr)薄膜作为超高密度垂直磁记录介质。的研究已引起了一些专家学者的注意,并用脉冲激光沉积(PLD)的方法获得了钴铬(Co一Cr)薄膜,用磁控溅射法获得了钴铬(Co一Cr)磁性薄膜。


  目前使用的高密度纵向薄膜介质是以铂与钽(Pt、Ta)作为添加剂的Co一Cr薄膜。Pt用于增加富Co薄膜的磁各向异性。它同时改善了Co和Cr之间的外延生长关系,Cr用来降低磁性晶粒之间的耦合。


  在Co一Cr纵向介质中添加Ta是为了增强Cr在晶界处的偏析以及改进Cr底层的外延关系。Co一Cr一Pt一Ta纵向介质改进了晶粒的孤立,增大了矫顽力(Hc),并显着降低了介质的噪音,特别是与单独的Co一Cr相比,有很大的垂直各向异性分量,随着记录密度的提高,单位信息位越来越小,晶粒尺寸也越来越小。当晶粒体积小到一定程度后就会受到分子热运动的干扰,改变集合体的磁矩取向。磁性材料的这种性质称为超顺磁性,它将导致信息的丢失,而Co一Cr基合金薄膜作为高密度磁介质己经成为研究的热点之一。


  同时Co一Cr合金被称为生物金属材料,其合金薄膜也是医用金属材料表面防护的绿色屏障,更新一代的Co一W合金薄膜也将受到关注。我所的Co一Cr一Ti合金薄膜镀层,Co一W一Ti合金薄膜镀层相继研制成功。


  随着现代工业和国防科学技术的发展,稀土永磁材料在计算机、通讯、航天航空以及核工业等部门的应用口益广泛,传统的稀土永磁材料的某些磁性质(如矫顽力、居里温度及温度系数等)已不能适应新的应用要求。因此,具有更加优异磁性能的新型永磁材料的研究和开发己经成为当代磁学科研工作者的一个重要课题。

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