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采用磁控溅射法制备了Ti/TiB2周期性(T=2,3,4,6,12)多层膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜分析了薄膜的相结构和表面(断面)形貌,采用纳米压痕仪、多功能摩擦摩损试验机和显微硬度计研究了多层膜的纳米硬度、弹性模量、膜基结合力以及断裂韧性.结果表明:Ti/TiB2多层膜具有清晰的纳米层状结构,薄膜表面致密平整,与基体保持着良好的物理结合.多层膜的硬度和弹性模量随着调制周期的增加而增大,在周期T=12时,多层膜的硬度和弹性模量达到最大值,分别为35.8和349 GPa;多层膜的断裂韧性随着周期的增加呈现出先增大而后减小的趋势,当周期T=6时多层膜的断裂韧性最好,其断裂韧度为2.17 MPa·m1/2.分析认为多层膜中的Ti子层可使裂纹尖端产生钝化作用,从而引起裂纹扩展路径发生偏转,提高了多层膜的断裂韧性.

关键词: Ti/TiB2多层膜 , 调制周期 , 力学性能

F-掺杂对镁合金表面含羟基磷灰石复合陶瓷涂层性能的影响

周广宏 , 丁红燕 , 朱庆灵 , 张娜 , 侯化龙 , 曹维克 , 庞利群

材料热处理学报

通过在电解液中添加适量的氟化铵和羟基磷灰石(HA)颗粒,采用微弧氧化法在AZ31B镁合金表面制备了含有F-和HA的活性陶瓷涂层,研究了F-的加入对涂层的组织形貌、耐蚀性能、亲水性能和血液相容性能的影响.结果表明:电解液中添加F-能有效抑制含HA陶瓷膜层的表面微裂纹的形成,并提高了陶瓷涂层的耐蚀性,腐蚀电位从-1.208 V提高至-0.978 V,腐蚀电流密度降低一个数量级,腐蚀速率减缓了近4倍.此外,F-能提高含HA陶瓷膜层的亲水性能,其静态水的接触角从18.7°降为6.8°,表面血小板粘附量显著减少,呈现出良好的血液相容性.

关键词: 镁合金 , 微弧氧化 , HA涂层 , 耐蚀性 , 血液相容性

Ga+离子辐照对CoFe铁磁膜结构和磁性的影响

周广宏 , 王寅岗 , 祁先进 , 黄一中

稀有金属材料与工程

利用磁控溅射法制备Substrate/Seed Ta(5 nm),Co75Fe25(5 nm)/Cap Ta(8 nm)铁磁膜,通过透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究Ga+离子辐照对CoFe磁性薄膜的矫顽力及薄膜的组织、结构的影响,利用SRIM2003软件模拟分析离子辐照后Ga、Ta等元素在CoFe薄膜中的深度分布情况.研究结果表明:采用低剂量(＜1×1013ion·cm-2)的Ga+离子辐照对薄膜的矫顽力和磁性薄膜的组织,结构影响不大;随着辐照剂量的逐渐增大,磁性薄膜的矫顽力减小,晶粒变大,<111>方向的织构明显减弱;当辐照剂量＞1×1015ion·cm-2时,注入到CoFe薄膜中的Ta、Ga原子及Ga+离子在与原子碰撞过程中形成空位、间隙原子等多种晶体缺陷,促进晶体向非晶体的转变.

关键词: CoFe薄膜 , 聚焦离子束 , Ga+离子辐照 , 磁性

基于NiMn的铁磁/反铁磁系统中交换偏置研究进展

潘旋 , 周广宏 , 朱雨富 , 韦军

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.18.001

NiMn 合金薄膜作为一种高性能的反铁磁材料在巨磁电阻器件中具有重要的应用前景，引起了物理学及材料学等领域广大科研工作者的浓厚兴趣。综述了 NiMn 合金薄膜的基本性质，并对 NiMn 基铁磁/反铁磁双层膜的交换偏置的基本特征进行了分析。

关键词: NiMn合金 , 交换偏置 , 磁性薄膜

NiAl化合物涂层的组织及其性能研究

周广宏 , 章跃

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2001.05.010

介绍了一种由纯Ni和纯Al合成的特制靶材及用射频磁控溅射法沉积NiAl涂层的新工艺.试验结果表明,该NiAl涂层呈整齐的立方晶体结构,涂层厚约10μm,晶粒尺寸约10nm,且该涂层具有良好的耐磨性及与基体之间良好的粘附性.

关键词: NiAl金属化合物 , 涂层 , 射频溅射 , 滑动磨损

(Ni-P)-Al2O3纳米微粒化学复合镀--表面活性剂对镀层组织的影响

丁红燕 , 周广宏

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2005.01.002

将纳米Al2O3应用于化学复合镀中,研究了表面活性剂对纳米Al2O3粉的分散状态和(Ni-P)-Al2O3纳米微粒复合镀层组织形貌的影响.结果表明,通过选择合适的表面活性剂对纳米Al2O3分散后再加入到镀液中进行施镀,方可得到分散均匀的复合镀层.

关键词: Ni-P合金 , Al2O3纳米微粒 , 复合镀层 , 分散

Ni50Mn37In13磁驱动形状记忆合金薄膜中的交换偏置

周广宏 , 潘旋 , 朱雨富 , 王寅岗

稀有金属材料与工程

研究了磁场冷却前后Ni5oMn37In13磁驱动形状记忆合金薄膜在低温下的磁学行为.结果表明:磁场冷却后的Ni50Mn37In13薄膜在10K温度下表现出一定的交换偏置效应.在特征温度Tf以下,零场冷却状态下的Ni50Mn37In13合金处于超自旋玻璃态,而经磁场冷却后发生了从自旋玻璃态向磁有序的超铁磁结构的变化.超铁磁结构中的超铁磁团簇与反铁磁基体构成了铁磁/反铁磁耦合,从而导致了交换偏置的产生.

关键词: 交换偏置 , 磁驱动形状记忆合金 , 薄膜

ATP-SnO2-TiO2复合光催化剂性能研究

董兴盛 , 司乃潮 , 司松海 , 周广宏

钢铁钒钛

以凹凸棒黏土(ATP)为基体,通过原位溶胶-凝胶工艺,制备出凹土基复合光催化剂(ATP-SnO2-TiO2)光催化甲醛.采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)等分析测试技术对复合体进行表征.考察制备条件对其物理结构和光催化性能的影响,并对不同光催化剂性能进行研究.结果表明,在凹凸棒黏土表面负载SnO2-TiO2后光催化性能得到明显提高,复合体中TiO2负载量为50％(质量比)、SnO2与TiO2质量比为1∶4、800℃煅烧的复合光催化剂活性最强,光照射3h后对30 mg/L的甲醛溶液的降解率可达99％以上,显示出优异的光催化性能.

关键词: TiO2 , 光催化剂 , 原位溶胶-凝胶 , 凹凸棒黏土 , 降解

激光加热退火处理对NiMn基磁性薄膜交换偏置场的影响

潘旋 , 周广宏 , 蒋素琴 , 朱雨富

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.10.024

通过激光加热对 Ni81 Fe19(15 nm )/Ni45 Mn55(x nm)磁性双层膜进行快速退火处理,系统研究了激光辐照参数对交换偏置场(H ex )大小的影响。结果表明,激光的能量密度强烈影响双层膜交换偏置效应,并存在一个能量密度的阈值(约为150 mJ/cm2),此时磁性双层膜能够产生较明显的交换偏置现象。磁性双层膜的H ex 随着能量密度的进一步增加逐渐变大,但随后减小直至完全消失。当 NiMn 层厚度为25 nm时,经激光加热退火处理后双层膜的H ex 最大值约为26.2 kA/m,略大于常规退火后的 H ex 值(22.3 kA/m)。

关键词: NiMn , 磁性薄膜 , 交换偏置场 , 激光加热退火