非晶纳米高熵合金薄膜nd-fe-co-ni-mn的电化学制备及磁-应用化学.pdfVIP

第２８卷 第１０期 应 用 化 学 Ｖｏｌ．２８Ｉｓｓ．１０ ２０１１年１０月 　　　　　　　ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　　　　　　　 Ｏｃｔ．２０１１ 非晶纳米高熵合金薄膜ＮｄＦｅＣｏＮｉＭｎ的 电化学制备及磁学性能 ａ ａ ｂ 姚陈忠 　马会宣　童叶翔 ａ ｂ （运城学院应用化学系　运城０４４０００；中山大学化学与化学工程学院　广州） 摘　要　通过电沉积方法在室温下制备了具有纳米结构组织的ＮｄＦｅＣｏＮｉＭｎ高熵合金磁性薄膜。通过改 变电沉积参数，如沉积电位、沉积时间，可控制薄膜的纳米结构及表面形貌。扫描电子显微镜观察结果表明， 在Ｔｉ基体上，－２２Ｖ下沉积５ｍｉｎ可制备出大小在２００ｎｍ左右的均匀分布的球形颗粒薄膜，延长沉积时间 会使薄膜变得更加致密，而沉积电位的负移会导致纳米片的出现。能谱结果表明５种元素发生了共沉积，结 构分析表明该薄膜是无定形态的。稀土元素Ｎｄ与过渡金属发生共沉积，可能是由于过渡金属离子与二甲基 亚砜形成多核配位化合物而使得过渡金属离子沉积电位负移所致。ＮｄＦｅＣｏＮｉＭｎ高熵合金薄膜在室温下 具有良好的软磁性能。 关键词　电沉积，纳米薄膜，高熵合金，磁学性能，稀土元素 中图分类号：Ｏ６４６．５　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００００５１８（２０１１）１０１１８９０６ ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０９５．２０１１．００６４２ 高熵合金是不同于传统合金的另一类合金，通常由５种以上的元素组成。由于其高温热稳定性、耐 蚀性、高强度、高硬度、高抗氧化性质和优异的磁电性能等，成为一种极具发展潜力的新兴材料，并为金 ［１］ 属材料的研究开创了一个新的领域。根据 Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ假设 ，多种元素形成的固溶体的摩尔混合熵 （Ｓ ）和总吉布斯自由能（Ｇ ）有如下关系： ｍｉｘ ｍｉｘ ｎ Ｓ ＝－Ｒ ｃｌｎｃ （１） ｍｉｘ ｉ ｉ ｉ＝１ Ｇ ＝Ｈ －ＴＳ （２） ｍｉｘ ｍｉｘ ｍｉｘ 式中，ｃ为各个组分的摩尔分数，Ｒ为气体常数，Ｈ 为焓值，Ｔ为体系的绝对温度值。 ｉ ｍｉｘ 根据以上公式，含有多种组分的无定型高熵合金固溶体将具有较大的混合熵，从而有利于体系吉布 斯自由能降低，使其比有序结构合金更稳定，即高熵效应。由于高熵效应的存在，传统的二／多元合金间 形成的众多的金属间化合物会全部消失，体系只形成均一简单的体心立方（ＢＣＣ）和面心立方（ＦＣＣ）结 构固溶体或非晶相，同时在普通铸态下即形成纳米组织。 ［２５］ Ｙｅｈ等 用电弧熔炼法制备了一系列的高熵合金体材料，通过在ＦｅＣｏＮｉＣｕ基合金中添加其它 的元素，诸如金属元素 Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ和Ｍｏ等，以及非金属元素Ｂ、Ｃ和Ｓｉ等，所制备的合金材料退火 ［６８］ 处理后具有优良的力