HU226509B1 - Eljárás vasalapú, erõsen irányított nanokristályos vagy amorf szerkezetû, lágymágneses vékonyrétegek elõállítására - Google Patents
Eljárás vasalapú, erõsen irányított nanokristályos vagy amorf szerkezetû, lágymágneses vékonyrétegek elõállítására Download PDFInfo
- Publication number
- HU226509B1 HU226509B1 HU0500657A HUP0500657A HU226509B1 HU 226509 B1 HU226509 B1 HU 226509B1 HU 0500657 A HU0500657 A HU 0500657A HU P0500657 A HUP0500657 A HU P0500657A HU 226509 B1 HU226509 B1 HU 226509B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- current
- pulse
- electrolyte solution
- nanocrystalline
- amorphous
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N saccharin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NS(=O)(=O)C2=C1 CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940081974 saccharin Drugs 0.000 claims description 6
- 235000019204 saccharin Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000901 saccharin and its Na,K and Ca salt Substances 0.000 claims description 6
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 241000080590 Niso Species 0.000 claims description 3
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- -1 Fe (III) ions Chemical class 0.000 claims 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 15
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 11
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 7
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- DPTATFGPDCLUTF-UHFFFAOYSA-N phosphanylidyneiron Chemical compound [Fe]#P DPTATFGPDCLUTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001096 P alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002707 nanocrystalline material Substances 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
1. ábra
A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 1 lap ábra)
HU 226 509 Β1
A találmány tárgyát képező eljárással létrehozott lágymágneses vékony rétegek célszerűen megválasztott nanokristályos szerkezetűek a mágneses paraméterek célszerű befolyásolása érdekében. A jelen találmányi leírásban három példa szerinti kiviteli alakot ismertetünk nagyfrekvencián alkalmazható vékony rétegek előállítására, melyek alapja a pulzáló elektrokémiai eljárás. Nevezetesen elsőként lágymágneses tulajdonságokkal rendelkező, erősen irányított (textúráit) kristályszerkezetű nanokristályos vas, másodikként textúráit nanokristályos vas-nikkel, harmadikként amorf, illetve részben amorf, részben irányított nanokristályos vas-foszfor-rétegek találmány szerinti előállítását ismertetjük.
Nagyfrekvencián alkalmazható induktív elemek gyártására az irányított nanokristályos és/vagy amorf szerkezetű lágymágneses anyagok új perspektívát biztosítanak.
Közismert, hogy amorf és nanokristályos fémeket, ötvözeteket főként gyorshűtéssel, mechanikus őrléssel, árammentes elektrolitikus és elektrokémiai redukciós módszerekkel állítanak elő.
Jelenleg nem ismert olyan elektrolízisen alapuló eljárás, amely lehetővé teszi 10 MHz-nél nagyobb frekvencián működő lágymágneses rétegek előállítását. Az örvényáramú veszteségeknek tulajdonított frekvenciahatár ilyen magasra való kitolását eddig csak granulált rendszereken valósították meg, ahol a mágneses fémrészecskéket szigetelőközeg választja el egymástól (Zhang és mtsai: US 6 720 074). Ezt a rendszert azonban nem elektrokémiai módszerrel állították elő.
Jelen bejelentésünk tárgyaként olyan eljárást ismertetünk 1-100 MHz frekvenciatartományban működő induktív elemek számára, ami 1-40 μιτι vastagságú, pulzáló elektrolízises eljárással előállított, homogén fémrétegen alapszik. Ezen fémrétegek szerkezete célszerűen vagy irányított nanoszerkezetű tiszta fémvas, illetve vas-nikkel ötvözet, vagy Fe-P-alapú amorf mátrixban elosztott nanokristályos Fe-P ötvözet.
A továbbiakban ezen esetekre összefoglaljuk a jelenleg rendelkezésre álló ismert eljárásokat.
1. Vas, tiszta fém, illetve vas-nikkel textúráit nanoszerkezetű rétegek: A nanoszerkezetű lágymágneses rétegek leválasztására ismeretes T. Osaka publikációja [Electrochimica Acta, 44, 3885-3890 (1999)]. Osaka egyenáramú elektrolízissel leválasztott Fe-Ni, Fe-Ni-P, Co-Ni-Fe és kémiai redukciós („electroless”) úton előállított Fe-Ni-B, Fe-CoB előállítását ismerteti. Hasonló céllal hasonló egyenáramú módszereket írnak le S. N. Srimathi és munkatársai [Surface Technology, 16, 277-322 (1982)]. Ismereteink szerint először M. Trudeau állított elő pulzáló elektrolízises eljárással nanoszerekezetű tiszta vas és vas-nikkel permalloy ötvözetet [NanoStructured Materials, 12, 55-60 (1999)]. Trudeau a szemcseméret függvényében a mágneses tulajdonságok változását vizsgálta. H. Natter és munkatársai szintén nanoszerkezetű tiszta vasat állítottak elő pulzáló elektrolízissel, és a szemcseméret hőkezelés hatására történő növekedését tanulmányozták [J. Phys. Chem. B., 104, 2467-2476 (2000)]. Ezek a publikációk azonban nem célozták és nem eredményezték az erősen irányított nanoszerkezetek létrehozását, amely a találmány szerinti eljárás legfőbb eredménye.
Erősen irányított (textúráit) szerkezetű vas és vasalapú ötvözet rétegek elektrokémiai redukciós előállítására is rendelkezésre áll néhány irodalmi adat. Inoue és társai munkája alapján amorf hordozóra leválasztott vasréteg krisztallográfiai irányítottsága az alkalmazott fémsók és a rétegvastagság függvényében változik [K. Inoue, T. Nakata, T. Watanabe, J. Jpn. Inst. Metals, 65, 229-248 (2001)]. Hasonló eredményekről számol be Czerwinski nikkel elektrokémiai előállítása esetén is, ahol a megfelelően megválasztott elektrokémiai áramparaméterek hatására a nikkelrétegek irányítottsága megváltozik (F. Czerwinski [Electrochimica Acta, 44, 667-675 (1998)]). A fent bemutatott két utóbbi publikációval szemben a találmány tárgyát képző eljárás tudatosan úgy befolyásolja a rétegek irányítottságát, hogy az célszerűen megválasztott erősen irányított nanoszerkezetet eredményezzen.
2. Amorf vas-foszfor rétegek elektrokémiai leválasztással történő előállítására példaként említjük S. Uedaira 1977-ben elfogadott szabadalmát [US 4 101 389]. Ezen szabadalomban közölt elektrokémiai eljárás szerint azonban legalább 9 tömeg% kritikus foszfortartalom szükséges amorf szerkezet kialakulásához. Hasonlóan magas alsó határt állapított meg Tóthné Kádár Enikő szabadalma [Hu 195 982], Tóthné Kádár Enikő a fémleválasztás hatásfokát Uedaira eljárásához képest úgy növelte meg, hogy a pH-t foszforsav helyett hangyasavval állította be. S. T. Vitkova és szerzőtársai szerint ugyancsak legalább 9 tömeg% foszfortartalom volt szükséges amorf réteg elektrokémiai leválasztással történő előállításához [J. Appl. Elchem, 18, 673-678 (1988)]. Azonban 9 tömeg%-nál kisebb foszfortartalmú amorf Fe-P rétegek pulzáló elektrokémiai leválasztására a feltalálók nem találtak közleményeket.
Az eddig ismertetett eljárások hátránya az, hogy csak viszonylag magas foszfortartalmú amorf réteget, valamint nem irányított (izotróp) szerkezetű nanokristályos anyagokat képesek előállítani. Ezen rétegek mágneses tulajdonságait és a hiszterézisgörbe alakját nagyon nehéz vagy nem lehetséges utólagos mágneses hőkezeléssel beállítani.
A találmánnyal célunk a fenti nehézségek kiküszöbölése, és a hiszterézisgörbe alakjának tervezése a pulzáló áramú elektrolízis leválasztás! körülményeinek célszerű megválasztásával.
Ennek megfelelően a találmánnyal megoldandó feladat olyan eljárás kifejlesztése, ami célszerű paraméterválasztással egyaránt alkalmas egyfázisú textúráit (erősen irányított), nanokristályos tiszta vas, illetve Fe-Ni ötvözetek, valamint Fe-nanokristályokat is tartalmazó kétfázisú amorf Fe-P lágymágneses rétegek előállítására. A találmány tárgyát képező elektrokémiai eljárás egy lépésben, azaz egy pulzáló áramú elektrokémiai leválasztás! folyamat során lehetőséget nyújt a mágneses tulajdonságok tervezésére azáltal, hogy mind az egyfázisú, mind a kétfázisú mágneses réteg
HU 226 509 Β1 célszerűen textúráit nanoszerkezetű vagy nanokristályos-amorf, vagy amorf szerkezetű lehet. Ezen a módon a vasalapú lágymágneses rétegek nanoszerkezetét megválasztva tervezhetjük a hiszterézisgörbe alakját. Nevezetesen, a találmány alapja az a felismerés, hogy a textúráltság, a szemcseméret, a kristályszerkezet és az összetétel együttesen meghatározza a mágneses tulajdonságokat, amelyek a találmány szerinti eljárással tervezhetővé válnak. Nevezetesen röntgen finomszerkezet vizsgálattal igazoltuk, hogy a találmány szerinti eljárással létrehozott vasalapú rétegekben a felületre merőleges irányú texturáltsággal rendelkező nanokristályos szerkezet alakul ki. Felismertük továbbá, hogy nanoszerkezetű tiszta vas választható le, ha a találmány szerinti pulzáló áramú elektrolízis alkalmazása során a fürdőbe MgSO4-ot adagolunk. Megfigyeltük továbbá, hogy pulzáló árammal történő leválasztáskor Fe-P rétegek esetén a foszfortartalom és a kialakítandó szerkezet egyszerre tervezhető, szemben az eddigi egyenáramú eljárásokkal, ahol egy kritikus foszfortartalom eléréséig az amorf szerkezet kialakítása nem volt lehetséges. Nevezetesen a találmány szerinti eljárással amorf szerkezet alakítható ki kisebb foszfortartalom (6,69 tömeg%) esetén is.
összefoglalva: a találmány jelentősége abban van, hogy mágneses paraméterek célszerű módon biztosíthatóak, ha a rétegeket célszerűen megválasztott áramerősségű, impulzusidejű és időbeli elosztású áramimpulzusokkal célszerű hordozóra, célszerű összetételű elektrolitból elektrokémiai eljárást alkalmazva választjuk le. Fe-P rétegek esetén jelentős előny, hogy az eljárás segítségével változtatható a foszfortartalom, és az amorf vagy részben nanokristályos/amorf rétegeket kapunk.
A találmány szerinti eljárás néhány konkrét megvalósítási példája
A találmány szerinti eljárás megvalósításához alkalmazott pulzáló áramú elektrokémiai leválasztás során az áramimpulzus időtartama 1-10 ms, míg az árammentes szakasz időtartama 1-250 ms, az áramsűrűség az áramimpulzusok során 10-1000 mA/cm2. Az elektrolitoldatban a fémion koncentrációját 0,2-100 g/I értékre állítjuk be, és az elektrokémiai leválasztás közben ezt szakaszos fémion-só adagolással pótoljuk. Az elektrokémiai leválasztás során az adalék anyagok (elsősorban pufferek, Fe-P esetén Na2H2PO2) koncentrációját a kezdeti beállított értéken tartjuk szakaszos sópótlással.
Mágneses minősítés céljából mágneseshiszterézisés kezdeti permeabilitásméréseket végeztünk Agilent műszerekkel. A célszerű impulzusparaméterekkel előállított mintákat kétszer húsz menettel tekercseltük a hiszterézisgörbe felvételekor. A kezdeti permeabilitás frekvenciafüggésének mérését négy menettel végeztük.
1. A találmány szerinti eljárás első példa szerinti kiviteli alakja olyan elektrokémiai leválasztás! módszert nyújt, ami nanoszerkezetű textúráit tiszta vasat eredményez. Az elektrolitoldat vas-szulfátot (FeSO4.7H2O) és vas-kloridot (FeCI2.4H2O), redukálószerként aszkorbinsavat (CgHgOg), pufferként és vezetősóként bórsavat (H3BO3), ammónium-szulfátot ((NH4)2SO4), magnézium-szulfátot (MgSO4.7H2O), valamint szacharin adalékanyagot tartalmaz. Az elektrolitoldathoz MgSO4.7H2O adagolása elősegíti a nanokristályos szerkezet kialakulását, továbbá sima, fényes réteget eredményez azáltal, hogy a diffúziós határáramot csökkenti. A hőmérséklet növelése a szemcseméret növekedéséhez vezet, ezért az elektrolitoldatot praktikusan 20-25 °C tartományban érdemes használni.
Az első kiviteli példa szerinti eljárás konkrét paraméterei és eredményei
Elektrolitoldat összetétele:
FeSO4.7H2O 209 g/I
FeCI2.4H2O 50 g/I
H3BO3 31 g/I (NH4)2SO4 49 g/I
CgHgOg 8,8 g/I
MgSO4.7H2O 123 g/I
Szacharin 0,03 g/I.
Leválasztás! paraméterek: pH=3,5 Ar-atmoszféra hőmérséklet: 25 °C leválasztás! áramsűrűség: 1 A/cm2 ton=1 ms tOff=250 ms szemcseméret 20 nm hordozó hengerelt Cu vagy konstantán lemez.
A mágneses tulajdonságokat az 1. és 2. ábra szemlélteti. Az 1. ábrán látható az irányított szerkezetből adódó, a mágnesezési térre merőleges irányú indukált mágneses anizotrópiának megfelelő lefektetett, lineáris hiszterézisgörbe. Az effektív permeabiiitás peff=403 és a koercitív tér He=60 A/m. A mágneses permeabilitás frekvenciafüggését a 2. ábrán láthatjuk, a frekvenciahatár 10 pm vastag réteg esetén 50 MHz.
2. A találmány szerinti eljárás második példa szerinti kiviteli alakja olyan leválasztás! módszert nyújt, ami nanoszerkezetű textúráit vas-nikkel ötvözetet eredményez. Az elektrolitoldat vas-szulfátot (FeSO4.7H2O) és nikkel-szulfátot (NiSO4.7H2O), redukálószerként aszkorbinsavat (C6H80g), pufferként bórsavat (H3BO3), valamint szacharin adalékanyagot tartalmaz. A hőmérséklet növelése a szemcseméret növekedéséhez vezet, ezért az elektrolitoldatot praktikusan 20-25 °C tartományban érdemes működtetni.
A második kiviteli példa szerinti eljárás konkrét paraméterei és eredményei
Elektrolitoldat összetétele:
FeSO4.7H2O 5,6 g/I
NiSO4.7H2O 140 g/I
H3BO3 25 g/I θ6^8θ6 8'® g'i
Szacharin 0,03 g/I.
Leválasztás! paraméterek: pH=3
Ar-atmoszféra
HU 226 509 Β1 hőmérséklet: 25 °C leválasztási áramsűrűség: 1 A/cm2 ton=1 ms toff=250 ms
Hordozó hengerelt réz vagy konstantán lemez.
Ötvözet-összetétel:
Fe=27 tömeg%
Ni=73 tömeg%.
Mágneses tulajdonságok:
Feff=2387 Hc=20 A/m.
Kezdeti permeabilitásból meghatározott frekvenciahatár 10 pm vastagságú rétegek esetén f,im=5 MHz.
3. A találmány szerinti eljárás harmadik példa szerinti kiviteli alakja módszert ad tervezett foszfortartalmú amorf vagy részben nanokristályos, részben amorf Fe-P rétegek előállítására adott elektrolitoldat-koncentráció, pH, áramlási sebesség mellett, az elektrokémiai leválasztás áramimpulzus-paramétereinek változtatása útján.
A két áramimpulzus közötti árammentes idő (relaxációs idő) hosszának csökkentése, tapasztalataink szerint a foszfortartalom csökkenéséhez vezetett. Ezzel ellentétben viszont a réteg foszfortartalma kisebb impulzusáram esetén nagyobb értékűnek bizonyult. A szerkezetet illetően amorf mátrix minden esetben kialakult, azonban ha a leválasztás átlagos sebessége kicsi, akkor leginkább kristályokat nem tartalmazó amorf réteg választható le. A legnagyobb kristályos hányad relatíve rövid relaxációs idő mellett hosszú áramimpulzusidőt és közepes áramsűrűséget alkalmazva alakul ki.
A harmadik kiviteli példa szerinti eljárás konkrét pa10 raméterei és eredményei
Elektrolitoldat összetétele:
FeSO4.7H2O 300 g/l
NaH2PO2.H2O 21 g/l
H3BO3 30 g/l
NH4CI 20 g/l θ6^8θ6 5 g/l pH=3,5
Ar-atmoszféra hőmérséklet: 25 °C hordozó hengerelt réz vagy konstantán lemez.
A találmány szerinti eljárás eredményeinek illusztrálására az alábbi táblázatban összefoglaltuk a példa szerint készült rétegek alapvető szerkezeti és mágneses jellemzőit a leválasztási paraméterek függvényé25 ben.
| i (A/cm2) | *οη (ms) | fián (ms) | IM | He (A/m) | film (MHz) | P (at%) | Szerkezet | |
| 3/1 | 1 | 1 | 250 | 638 | 85 | 85 | 6,7 | tisztán amorf |
| 3/2 | 0,05 | 2 | 9 | 469 | 76 | 82 | 9 | tisztán amorf |
| 3/3 | 0,5 | 3 | 100 | 205 | 140 | 100 | 8,42 | 30 nm-es kristályos kiválások amorf mátrixban |
| 3/4 | 1 | 1 | 100 | 1032 | 220 | 20 | 6 | 20 nm-es kristályos kiválások amorf mátrixban |
A frekvenciahatárt egységesen 10 pm-es rétegvastagságra számítottuk. A szabadalomban bemutatott 3/3 példa szerinti kiviteli alak és 3/4 példa szerinti kiviteli alak frekvenciahatárai között jelentős eltérés figyelhető meg. A fent említett két minta frekvenciahatárának összehasonlítása és a transzmissziós elektronmikroszkópos vizsgálatok együtt értelmezve arra utalnak, hogy a kristályos fázis az amorf mátrixban homogénebb eloszlású a 3/3 példa szerinti kiviteli alakkal jellemzett minták esetén.
Összefoglalva: a találmány szerinti eljárás alkalmazása esetén olyan lágymágneses rétegek választhatóak le, amelyek perspektivikusan nagyfrekvencián alkalmazott transzformátorok magjaként szolgálhatnak. Az eljárás előnye, hogy szobahőmérsékleten, az elektrolitoldat koncentrációjának módosítása nélkül, egyszerűen csak az elektrokémiai leválasztásnál használt impulzusparaméterek változtatásával alakítható ki a kívánt szerkezet és összetétel. A fentieken túlmenően a hiszterézisgörbe alakja is tervezhető lesz, mivel az a szerkezet, a textúra és az összetétel függvénye.
Claims (5)
1. Nanoszerkezetű lágymágneses vasalapú vékony rétegek előállítására szolgáló eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető, felülettel párhuzamos texturáltságú, paramágneses hordozót az el45 lenelektróddal együtt a fémsókat és egyéb adalék anyagokat tartalmazó elektrolitoldatba helyezzük, majd áramimpulzusokat és árammentes-impulzusidőket egymás után sorozatban alkalmazunk, miközben argongázt buborékoltatunk az elektrolitoldaton át a
50 Fe(ll)ionok Fe(ill)ionokká történő oxidálódásának elkerülése céljából.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az áramimpulzusok hosszát 1-10 ms között, az áramsűrűséget 10-1000 mA/cm2 között, az árammen55 tes időtartamot pedig 10-250 ms között választjuk meg és tartjuk.
3. Az 1. és 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy desztillált víz, FeSO4.7H2O, FeCI2.4H2O, H3BO3, (NH4)SO4, C6H8O6, MgSO4.7H2O és szacha60 rin elegyéből álló elektrolitoldatot alkalmazva, a hordo4
HU 226 509 Β1 zófelületre merőleges irányítottságú nanokristályos tiszta vas galvanikus vékony réteget állítunk elő, amelynek mágneses tulajdonságait az impulzusáramsűrűségek, valamint az áram-impulzusidők és árammentes-impulzusidők kombinációjának beállításával határozzuk meg.
4. Az 1. és 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy desztillált víz, FeSO4.7H2O, NiSO4.7H2O, H3BO3, C6H8O6 és szacharin elegyéből álló elektrolitoldatot alkalmazva, a hordozó síkjára merőleges irányítottságú nanokristályos szerkezetű galvanikus Fe-Ni ötvözet vékony réteget állítunk elő, amelynek mágneses tulajdonságait az impulzusáram-sűrűségek, valamint az áram-impulzusidők és árammentes-impulzusidők kombinációjának beállításával határozzuk meg.
5. Az 1. és 2. igénypont szerinti eljárás kiviteli alak5 ja, azzal jellemezve, hogy desztillált víz, FeSO4.7H2O, NaH2PO4.H2O, H3BO3, NH4CI, C6H8O6 elegyéből álló elektrolitoldatból amorf és/vagy irányított nanokristályos szerkezetű galvanikus Fe-P vékony réteget állítunk elő, amelynek nagyfrekvenciás mágneses tulaj10 donságait az impulzusáram-sűrűségek, valamint az áram-impulzusidők és árammentes-impulzusidők célszerű kombinációjának beállításával határozzuk meg.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU0500657A HU226509B1 (hu) | 2005-06-29 | 2005-06-29 | Eljárás vasalapú, erõsen irányított nanokristályos vagy amorf szerkezetû, lágymágneses vékonyrétegek elõállítására |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU0500657A HU226509B1 (hu) | 2005-06-29 | 2005-06-29 | Eljárás vasalapú, erõsen irányított nanokristályos vagy amorf szerkezetû, lágymágneses vékonyrétegek elõállítására |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU0500657D0 HU0500657D0 (en) | 2005-08-29 |
| HUP0500657A2 HUP0500657A2 (en) | 2006-12-28 |
| HU226509B1 true HU226509B1 (hu) | 2009-03-02 |
Family
ID=89986120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU0500657A HU226509B1 (hu) | 2005-06-29 | 2005-06-29 | Eljárás vasalapú, erõsen irányított nanokristályos vagy amorf szerkezetû, lágymágneses vékonyrétegek elõállítására |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HU226509B1 (hu) |
-
2005
- 2005-06-29 HU HU0500657A patent/HU226509B1/hu not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU0500657D0 (en) | 2005-08-29 |
| HUP0500657A2 (en) | 2006-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2675987C (en) | Amorphous fe100-a-bpamb alloy foil and method for its preparation | |
| CN100371989C (zh) | 软磁性薄膜和磁记录头 | |
| JP2010518252A5 (hu) | ||
| Neetzel et al. | Uniaxial magnetization performance of textured Fe nanowire arrays electrodeposited by a pulsed potential deposition technique | |
| KR20130111036A (ko) | 무전해 또는 전해 증착법을 이용한 나노복합 자석의 제조방법 | |
| Esther et al. | Structural and magnetic properties of electrodeposited Ni-Fe-W thin films | |
| Lu et al. | Effect of pH on the structural properties of electrodeposited nanocrystalline FeCo films | |
| WO2013036340A1 (en) | Electrodeposition of hard magnetic coatings | |
| Velázquez-Galván et al. | Robustness of the enhanced magnetic anisotropy in Ni nanowires regardless of the deposition potential | |
| JP2005086012A (ja) | 磁性薄膜およびその製造方法並びに磁性薄膜を用いた磁気ヘッド | |
| Pečko et al. | Electrodeposited hard-magnetic Fe50Pd50 nanowires from an ammonium-citrate-based bath | |
| KR102135375B1 (ko) | 고주파 안테나 기판용 자기유전 복합체 및 그 제조방법 | |
| HU226509B1 (hu) | Eljárás vasalapú, erõsen irányított nanokristályos vagy amorf szerkezetû, lágymágneses vékonyrétegek elõállítására | |
| Esther et al. | Effect of sodium tungstate on the properties of electrodeposited nanocrystalline Ni-Fe-W films | |
| Xie et al. | Electrodeposition of Sm-Co alloy films with nanocrystalline/amorphous structures from a sulphamate aqueous solution | |
| JP3201763B2 (ja) | 軟磁性薄膜 | |
| Fujita et al. | Electrochemical deposition of amorphous FeB films with soft magnetic properties | |
| JP3826323B2 (ja) | めっき磁性薄膜の製造方法 | |
| Saeki et al. | Perpendicular magnetization performance of hcp-cobalt nanocylinder array films electrodeposited from an aqueous solution containing cobalt (II)–citrate complexes | |
| JP2006249535A (ja) | 相分離を利用した分離相、ナノ構造素子及びナノ構造体の製造方法 | |
| Sanaty-Zadeh et al. | Magnetic properties of nanocrystalline Fe–Ni alloys synthesized by direct and pulse electrodeposition | |
| JP3431238B2 (ja) | 軟磁性めっき薄膜およびその製造方法 | |
| Adeli et al. | Effects of sodium citrate and current density on electroplated nanocrystalline cobalt-iron thin films | |
| CN114836800B (zh) | 一种Co-Ni-Zn三元纳米晶磁性合金的制备方法及其所得产品 | |
| JP3920428B2 (ja) | めっき膜およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA9A | Lapse of provisional patent protection due to relinquishment or protection considered relinquished | ||
| FD9A | Lapse of provisional protection due to non-payment of fees | ||
| MM4A | Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees |