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  2. 化學鍍Ni、Co基合金功能材料的最新發展
    2012-12-01 00:00:00 作者:林忠華 林琳 杜金輝 來源:《腐蝕防護之友》 分享至:


      除此之外,化學鍍鎳一錫一鋁一磷合金(Ni一Sn一A1一P)鍍層、鎳一錫一硅一磷合金(Ni一Sn一Si一P)鍍層、鎳一錫一銅一磷合金(Ni一Sn一Cu一P)鍍層、鎳一錫一鋁一硅一磷合金(Ni一Sn一AL一Si一P)鍍層等一系列產品也相繼開發成功。


      在獲得化學鍍鎳一鉻一磷合金(Ni一Cr一P)鍍層的同時,我們還得到了鎳一鉻一鋯一磷合金(Ni一Cr-Zr一P)鍍層、鎳一鉻一硅一磷合金(Ni一Cr一Si一P)鍍層、鎳一鉻一鎢一磷合金(Ni一Cr一W一P)鍍層、鎳一鉻一鎢一硅一磷合金(Ni一Cr一W一Si一P)鍍層、鎳一鈷一磷合金(Ni一Co一P)鍍層、鎳一鈷一鎢一磷合金(Ni一Co一W一P)鍍層、鎳一鈷一鉻一鎢一磷合金(Ni一Co一Cr一W一P)鍍層。


      有研究人員將化學鍍Ni一W一P合金鍍層應用在耐腐空冷設備上,將Ni一Co一P應用在NdFeB表面,也有用化學鍍Ni一Co一P合金解決了貯氫電極電化學性能的影響,并用化學鍍Ni一Co一P薄膜獲得了很好的磁性記錄效果,還有將化學鍍Ni一Co一W一P磁性薄膜用于支架治療管道狹窄癥,這是醫學界的一大革命。


      在金屬或合金支架上覆一層磁性薄膜,當把覆有磁性薄膜的支架植入人體內,再向該部位提供具有醫療效用的磁性藥囊,則該磁性藥物顆粒就可以附著在支架上,從而實施靶向局部給藥,增加了現有支架化學藥物治療的功能,達到減小藥物負作用、提高藥效的目的。


      由于含鎳離子的涂層或鍍層將被禁止使用在人體內部,我部成功研制出了鈷鉻磷(Co一Cr一P)合金鍍層以替代含鎳磁性鍍層,以解決磁性支架覆蓋層因含鎳離子被禁止使用的問題。


      另外,也有研究將化學鍍鎳的優勢發展到了制造隱形材料領域,這也給化學鍍鎳系多元合金提供了一個新的領域。


    化學鍍Co基薄膜合金材料


      在超大型體積電路的發展中,臺灣研究人員發現以銅取代鋁做為導線材料已成為必然的趨勢。然而半導體銅內連線結構易因銅原子擴散而摜壞元件效能,因此為了克服銅原子容易擴散的情形,在銅導線與介電層之固需要一高穩定性之擴散阻障層,以防止銅原子擴散業增加界面附著性。


      非晶鈷一鎢一磷(CoWP)薄膜可避免銅沿晶界擴散,同時又具有優良之熱穩定性。我部的化學鍍鈷鎢磷(Co一W一P)合金及鈷鎢鈦磷(Co一W一Ti一P)合金鍍層沉積速度快鍍層質量好。鈷鉻(Co一Cr)薄膜作為超高密度垂直磁記錄介質。的研究已引起了一些專家學者的注意,并用脈沖激光沉積(PLD)的方法獲得了鈷鉻(Co一Cr)薄膜,用磁控濺射法獲得了鈷鉻(Co一Cr)磁性薄膜。


      目前使用的高密度縱向薄膜介質是以鉑與鉭(Pt、Ta)作為添加劑的Co一Cr薄膜。Pt用于增加富Co薄膜的磁各向異性。它同時改善了Co和Cr之間的外延生長關系,Cr用來降低磁性晶粒之間的耦合。


      在Co一Cr縱向介質中添加Ta是為了增強Cr在晶界處的偏析以及改進Cr底層的外延關系。Co一Cr一Pt一Ta縱向介質改進了晶粒的孤立,增大了矯頑力(Hc),并顯著降低了介質的噪音,特別是與單獨的Co一Cr相比,有很大的垂直各向異性分量,隨著記錄密度的提高,單位信息位越來越小,晶粒尺寸也越來越小。當晶粒體積小到一定程度后就會受到分子熱運動的干擾,改變集合體的磁矩取向。磁性材料的這種性質稱為超順磁性,它將導致信息的丟失,而Co一Cr基合金薄膜作為高密度磁介質己經成為研究的熱點之一。


      同時Co一Cr合金被稱為生物金屬材料,其合金薄膜也是醫用金屬材料表面防護的綠色屏障,更新一代的Co一W合金薄膜也將受到關注。我所的Co一Cr一Ti合金薄膜鍍層,Co一W一Ti合金薄膜鍍層相繼研制成功。


      隨著現代工業和國防科學技術的發展,稀土永磁材料在計算機、通訊、航天航空以及核工業等部門的應用口益廣泛,傳統的稀土永磁材料的某些磁性質(如矯頑力、居里溫度及溫度系數等)已不能適應新的應用要求。因此,具有更加優異磁性能的新型永磁材料的研究和開發己經成為當代磁學科研工作者的一個重要課題。

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