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无机材料学报 2003年第5期18卷 1143-1146页

作者：蒋洪川张金平张万里张文旭彭斌杨仕清电子科技大学微电子与固体电子学院成都610054

采用光刻和电镀技术在5mm×5mm×0.2mm的硅片上设计并制备了2000个大小为50μm×50μm的conimnp垂直各向异性永磁薄膜阵列,并对该薄膜陈列的组成、磁性能等进行了分析与测试.结果表明:薄膜阵列的组成为:Co90.32wt％、Ni7.83wt％、Mn0.7... 详细信息

采用光刻和电镀技术在5mm×5mm×0.2mm的硅片上设计并制备了2000个大小为50μm×50μm的conimnp垂直各向异性永磁薄膜阵列,并对该薄膜陈列的组成、磁性能等进行了分析与测试.结果表明:薄膜阵列的组成为:Co90.32wt％、Ni7.83wt％、Mn0.74wt％、P1.11wt％,阵列垂直方向磁性能为:Hc=59.7kA/m,Br=0.53T,(BH)max=11.3kJ/m3;阵列水平方向磁性能为:Hc=27.8kA/m,Br=53715T,(BH)max=1.585kJ/m3.

关键词： conimnp 永磁薄膜阵列电镀垂直各向异性

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复合电沉积conimnp-钡铁氧体磁性纳米复合镀层技术研究

复合电沉积CoNiMnP-钡铁氧体磁性纳米复合镀层技术研究

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作者：焦峰南京航空航天大学

学位级别：硕士

将纳米颗粒引入电沉积合金镀层中,赋予镀层以纳米颗粒独特的物理及化学性能的纳米复合电沉积技术,开辟了制备纳米复合材料的新途径,是纳米材料技术与复合电沉积技术的完美结合,是复合电沉积技术发展进程中一次质的飞跃,同时也是纳米材... 详细信息

将纳米颗粒引入电沉积合金镀层中,赋予镀层以纳米颗粒独特的物理及化学性能的纳米复合电沉积技术,开辟了制备纳米复合材料的新途径,是纳米材料技术与复合电沉积技术的完美结合,是复合电沉积技术发展进程中一次质的飞跃,同时也是纳米材料研究领域中极具活力的研究方向之一。随着微机电系统(MEMS)技术的发展,磁性MEMS传感器、执行器对材料磁性的要求越来越高。采用复合电沉积技术,通过在已有的磁性合金镀层工艺中引入强磁性粒子以增强镀层的磁性成为近年来研究的热点。本文开展了复合电沉积conimnp-BaFe12O19纳米磁性复合镀层的技术研究,主要完成了以下工作:1.分析了硫酸盐-氯化物复合型溶液配方及氯化物溶液配方对conimnp合金镀层质量的影响,选择了一种适合于复合电沉积conimnp-BaFe12O19磁性纳米复合镀层的溶液配方。2.根据复合电沉积工艺特点及钡铁氧体纳米磁性粒子特性,设计制作了复合电沉积conimnp-BaFe12O19纳米复合镀层的系统装置,优化了电沉积工艺参数,确定了适合复合电沉积的溶液组成。3.分别研究了BaFe12O19粒子添加量、表面活性剂(十二烷基硫酸钠)浓度、电流密度和沉积时间对镀层的成分、表面形貌、择优取向及磁性的影响。4.在复合电沉积conimnp-BaFe12O19纳米复合镀层的过程中引入平行磁场,研究了磁场对复合镀层成分、表面形貌、择优取向及磁性的影响。试验结果表明,采用本文提出的电沉积工艺可以制备出均匀、致密、性能优异的磁性纳米复合镀层,在磁性MEMS驱动器、传感器等微器件中具有很好的应用前景。

关键词：复合电沉积工艺参数 conimnp BaFe12O19纳米粒子磁性纳米复合镀层

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MEMS电磁执行器CoNi MnP永磁体阵列的制备

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微纳电子技术 2003年第7期40卷 385-387页

作者：张博军赵湛陈绍凤中科院电子学研究所传感技术国家重点实验室北京100080

永磁材料在微电子机械系统 (MEMS)器件中具有重要的应用价值 ,例如微型开关、微型继电器以及微泵、微阀中作电磁执行器等。本文介绍了conimnp永磁体阵列的制备技术 ,给出了工艺制备的实验条件 ,并利用SEM分析了阵列的表面形貌 ,电子能... 详细信息

永磁材料在微电子机械系统 (MEMS)器件中具有重要的应用价值 ,例如微型开关、微型继电器以及微泵、微阀中作电磁执行器等。本文介绍了conimnp永磁体阵列的制备技术 ,给出了工艺制备的实验条件 ,并利用SEM分析了阵列的表面形貌 ,电子能谱分析了永磁材料组分。实验结果表明 ,得到了很好的conimnp永磁体阵列结构 ,具有较高的矫顽磁力的材料组分比例 :Co 85 %、Ni14 %。

关键词： MEMS 微电子机械系统电磁执行器 conimnp 永磁体阵列电铸制备技术

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磁场抑制锂金属负极枝晶生长的初步研究

磁场抑制锂金属负极枝晶生长的初步研究

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作者：王曾浙江工业大学

学位级别：硕士

目前商用锂离子电池的实际能量密度已经接近其理论值,但是依然难以满足社会发展对高性能电池的需求。锂(Li)金属由于其极高的理论比容量(3860mAh/g)、较低的密度(0.59 g/cm)以及最低的还原电势(相对于标准氢电极为-3.040 V)被认为是下... 详细信息

目前商用锂离子电池的实际能量密度已经接近其理论值,但是依然难以满足社会发展对高性能电池的需求。锂(Li)金属由于其极高的理论比容量(3860mAh/g)、较低的密度(0.59 g/cm)以及最低的还原电势(相对于标准氢电极为-3.040 V)被认为是下一代理想的负极材料。然而由于充放电时锂离子不均匀的沉积造成的锂枝晶导致锂金属电池库伦效率低和循环寿命短,并带来严重的安全问题,限制了锂金属负极的发展。本文从磁电化学沉积角度出发,探索磁流体动力学效应(MHD)抑制锂枝晶生长,即通过磁场对运动锂离子的洛伦兹力作用而改变其运动轨迹,改善锂离子的不均匀沉积,从而提高锂金属电池的循环寿命。第三章中,利用Comsol Multiphysics软件仿真模拟研究锂金属负极电沉积过程中锂离子运动轨迹及枝晶生长机理。数值表征结果显示施加磁场下,锂离子在接近凸起处时受到高电场强度驱动切割磁感线,同时受到洛伦兹力作用,导致其原有运动轨迹反生变化,绕着凸起处呈螺旋状运动,均匀分散在凸起周围。由此可知,在MHD效应下,该物理场显著降低浓差极化,促进了液相传质过程,有效抑制了枝晶的生长并得到致密的锂沉积层。第四章中,设计并组装原位观察装置直接表征锂沉积过程及沉积层形貌。原位观察结果显示磁场下随着沉积时间增加,锂沉积层厚度缓慢增加,宏观上始终保持致密均匀的形貌,无枝晶生长,而无磁场作用下,锂沉积层在4 h左右开始变得粗糙并出现枝晶,在随后的4-10 h里枝晶持续生长,锂沉积层体积迅速变大。在不同磁场下进行电池循环性能测试,表明磁场的应用有效提高了电池循环性能,磁场越大提升效果越明显:2 T磁场强度下以1mA/cm电流密度循环,电池可稳定循环至280 h,相较于无磁条件循环寿命提高了250%。并且磁场下的形核过电位和滞后电压均低于无磁场条件,说明磁场的应用促进了电解液中锂离子的均匀分布,降低浓差极化并增强液相传质过程,促进了锂的均匀形核。第五章中,以高纯石墨毡为基底,通过电沉积的方法,在碳纤维上负载conimnp永磁薄膜,然后与PP隔膜组成“三明治夹层”结构的电池隔膜,组装电池。本实验通过conimnp产生的稳定磁场对锂离子的运动轨迹产生影响,达到锂离子均匀沉积的目的。磁学性能测试结果表明均匀包覆在石墨毡表面的conimnp薄膜镀层为永磁材料,电池循环稳定性有明显的改善。在0.5 mA/cm电流密度0.5 mAh/cm容量下,磁化电池负极微观形貌较未磁化电池负极更加平整致密,磁化后稳定循环250 h,且极化电压始终小于未磁化条件下电池,未磁化条件下循环100 h极化电压开始急剧增加,循环至150 h电池彻底失效。在小电流密度0.25 mA/cm下,磁化后的电池稳定循环500 h以上,而未磁化条件下电池循环300 h后极化电压开始变大,循环至380 h时电池彻底失效。第六章中利用磁控溅射方法制备了一种磁性负极集流体,即以平面铜为基底,在其表面磁控溅射NiPt合金永磁薄膜,磁化后使其成为磁性集流体。当NiPt/Cu集流体磁化后,所组装的锂金属对称电池循环稳定性得到改善。在1 mA/cm电流密度0.5 mAh/cm容量下测试,磁化后的电池负极微观形貌较未磁化电池负极明显更加平整致密,。磁化条件下稳定循环140 h,且极化电压始终小于未磁化条件下电池,未磁化条件下循环80 h极化电压开始急剧增加,循环至107 h电池彻底失效。在0.5 mA/cm电流密度下,0.5 mAh/cm循环容量磁化条件电池稳定循环400 h,而未磁化条件下电池循环250 h后极化电压开始上升,循环至300 h时电池彻底失效。

关键词：锂枝晶 MHD 模拟仿真原位观察 conimnp NiPt

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