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烧结NdFeB表面HEDP-焦磷酸钾体系电镀铜工艺及性能研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：王康姜建军杨丽景宋振纶宁波大学机械工程与力学学院中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院磁性材料与器件重点实验室浙江省磁性材料及其应用技术重点实验室

研究了利用羟基乙叉二膦酸(HEDP)作为无氰碱性电镀体系、焦磷酸钾作为辅助络合剂在NdFeB表面进行Cu电镀的工艺。采用循环伏安法(CV)、阴极电流效率、霍尔槽实验、扫描电子显微镜(SEM)等手段对电镀工艺进行优化；利用SEM、划格实验等方... 详细信息

研究了利用羟基乙叉二膦酸(HEDP)作为无氰碱性电镀体系、焦磷酸钾作为辅助络合剂在NdFeB表面进行Cu电镀的工艺。采用循环伏安法(CV)、阴极电流效率、霍尔槽实验、扫描电子显微镜(SEM)等手段对电镀工艺进行优化；利用SEM、划格实验等方法对电镀镀层进行表征分析，讨论了不同镀层的耐腐蚀性能及其对磁体表磁的影响。结果表明，当各组分浓度分别为CuSO4·5H2O 22.5 g·L-1、HEDP 60 g·L-1、K4P2O7 40 g·L-1、K2SO4 10 g·L-1、p H=10、温度50℃、搅拌速率200 r·min-1、电流密度0.6 A/dm2时，得到的镀层表面光滑无缺陷，结合力良好，耐腐蚀性能与常规的Ni-Cu-Ni镀层接近；表磁和磁通量结果表明在钕铁硼表面直接电镀Cu对磁体的磁屏蔽作用小于Ni-Cu-Ni镀层。

关键词：电镀Cu 无氰碱性 HEDP 阴极电流效率结合力表磁

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面向单分子检测的纳米孔传感特异性增强技术

物理学报 2024年第10期73卷 1-19页

作者：潘钦杰赵灿东陈琪何毓辉缪向水华中科技大学集成电路学院信息存储材料及器件研究所武汉430074 江城实验室武汉430205

目前,基于纳米孔的传感器已经成为了分析生物标志物的重要工具,包括但不限于核酸,蛋白质以及其他在生命活动中发挥重要作用的分子.作为一种创新的单分子检测技术,纳米孔传感本身并不具有特异性,通过表面官能化以及分子探针技术可以提升... 详细信息

目前,基于纳米孔的传感器已经成为了分析生物标志物的重要工具,包括但不限于核酸,蛋白质以及其他在生命活动中发挥重要作用的分子.作为一种创新的单分子检测技术,纳米孔传感本身并不具有特异性,通过表面官能化以及分子探针技术可以提升纳米孔传感对样本中的目标生物标志物的响应灵敏度.本文首先介绍了纳米孔传感的原理、分类,然后讨论了纳米孔表面改性的方法以及近年来纳米孔传感中待测分子特异性增强技术的发展和应用,特异性增强技术主要包含表面官能化以及分子探针两种形式,其中表面官能化以官能化分子类别分类,分子探针以载体形式分类.最后,本文总结了纳米孔传感仍然存在的若干挑战,并对纳米孔未来发展提出了若干建议.

关键词：纳米孔特异性分子探针官能化

热环境工作时间对高饱和磁感铁基纳米晶材料高频磁性的影响

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热加工工艺 2024年

作者：张博峻杨富尧贺爱娜董亚强黎嘉威国网智能电网研究院有限公司中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院磁性材料与器件重点实验室

提高铁基纳米晶材料在长时间热环境工作下的高频磁稳定性对保证电力电子器件的可靠性和功能性应用至关重要。通过交流B-H、阻抗分析仪、X射线衍射仪（XRD）和磁光克尔显微镜等手段研究了热环境工作时间对饱和磁感达1.38～1.39 T的FeCuNb... 详细信息

提高铁基纳米晶材料在长时间热环境工作下的高频磁稳定性对保证电力电子器件的可靠性和功能性应用至关重要。通过交流B-H、阻抗分析仪、X射线衍射仪（XRD）和磁光克尔显微镜等手段研究了热环境工作时间对饱和磁感达1.38～1.39 T的FeCuNbSiB和FeCuNbSiBMo纳米晶磁芯的磁导率、损耗、相结构和磁畴结构的影响规律。结果表明，在130℃的热环境工作温度下，两种纳米晶合金磁芯的高频磁导率随热环境工作时间的变化具有良好的稳定性。两种合金热环境工作时间下的磁导率相对室温磁导率的变化率随着频率的增加而降低。与含Mo磁芯相比，无Mo磁芯的磁导率随热环境工作时间的变化偏小。此外，热环境工作时间对两种合金磁芯的损耗影响均非常小，其中无Mo磁芯的热环境工作高频磁稳定性更佳。从微观结构和磁畴结构分析表明，长达720 h的热环境工作时间不会改变两种纳米晶样品的相结构，但会改变磁畴结构，这也是磁性能发生改变的原因。

关键词：纳米晶材料磁导率损耗高频磁性

磁性核壳型Ni(Ⅱ)印迹聚合物的制备及其吸附性能

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分析试验室 2024年第3期43卷 371-378页

作者：邓秀君李悦胡兴亮陆茜孙婷张炜业何红星云南省金属有机分子材料与器件重点实验室昆明学院化学化工学院昆明650214 昆明绿岛环境科技有限公司昆明650228

以2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)为功能单体,2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸为配体,绿色溶剂水为致孔剂,利用表面印迹技术制备了一种新型磁性核壳型Ni(Ⅱ)印迹聚合物。考察了溶液pH、吸附时间、Ni(Ⅱ)初始浓度和温度对印迹材料吸附性能的... 详细信息

以2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)为功能单体,2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸为配体,绿色溶剂水为致孔剂,利用表面印迹技术制备了一种新型磁性核壳型Ni(Ⅱ)印迹聚合物。考察了溶液pH、吸附时间、Ni(Ⅱ)初始浓度和温度对印迹材料吸附性能的影响。利用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析仪(TGA)和振动样品磁强计(VSM)对印迹聚合物的结构、表面形貌、热稳定性和磁性能进行了表征,并探究了印迹聚合物对Ni(Ⅱ)的吸附机理。结果表明:磁性核壳型Ni(Ⅱ)印迹聚合物在25℃,pH 6时吸附平衡时间为30 min,最大吸附量可达38.09 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。吸附热力学研究表明,印迹聚合物对Ni(Ⅱ)的吸附是一个自发、吸热、熵增的过程。印迹聚合物相较于非印迹聚合物展现出较好的选择性,在Ni(Ⅱ),Co(Ⅱ),Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的混合溶液中,对Ni(Ⅱ)的分配系数达319.01 mL/g,证明该印迹聚合物具有选择性吸附Ni(Ⅱ)的能力。

关键词： Ni(Ⅱ) 表面印迹技术磁性核壳选择性

Pt/Co/Au多层膜中磁斯格明子的密度调控

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电子显微学报 2024年第2期43卷 155-163页

作者：徐琦张宇中胡玥李泽林姜泽王楠蒙萱邓霞关超帅朱柳张军伟彭勇兰州大学材料与能源学院兰州大学物理与科学技术学院兰州大学电镜中心磁学与磁性材料教育部重点实验室甘肃兰州730000

磁斯格明子是一种拓扑自旋结构,凭借其尺寸小、结构稳定和驱动电流密度低等特性,有望成为新一代赛道磁存储器件的信息存储单元。在存有磁斯格明子的材料体系中,具有界面Dzyaloshinskii-Moriya Interaction(DMI)的铁磁多层膜可与现代纳... 详细信息

磁斯格明子是一种拓扑自旋结构,凭借其尺寸小、结构稳定和驱动电流密度低等特性,有望成为新一代赛道磁存储器件的信息存储单元。在存有磁斯格明子的材料体系中,具有界面Dzyaloshinskii-Moriya Interaction(DMI)的铁磁多层膜可与现代纳米制造工艺兼容,并且这种铁磁多层膜产生的磁斯格明子在室温下可稳定存在,这为基于磁斯格明子研发的电子器件提供了材料基础。然而磁性多层膜中界面DM相互作用、交换相互作用和偶极相互作用等各种作用之间的竞争,导致了磁斯格明子密度的随机变化,降低了磁斯格明子器件的可控性。因此,系统的研究材料参数对磁斯格明子密度的调控具有重要的意义。本文通过改变磁性层Co层的厚度调控了磁性多层膜中磁斯格明子的密度。实验结果表明,随着Co层厚度的增加,磁斯格明子的密度先增加后减少,其中Co层为2.1 nm时磁斯格明子密度最大。理论计算表明,磁性层厚度的变化会引起磁各向异性的转变和内禀属性DM相互作用的改变,进而影响磁斯格明子密度的变化。

关键词：磁斯格明子球差电镜洛伦兹技术磁性层厚度

PVP对有机无机复合绝缘FeSi粉芯力学性能与磁性能的影响

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功能材料 2024年第6期55卷 6019-6025页

作者：李晶晶张学斌刘伟张华张博玮邹中秋苏海林合肥工业大学材料科学与工程学院安徽省先进功能材料与器件重点实验室合肥230009 合肥工业大学教育部铜合金及成形加工工程研究中心合肥230009 江苏瑞德磁性材料股份有限公司淮安市软磁粉芯与器件工程技术研究中心淮安211700 淮北瑞德磁电科技有限公司淮北235000

在FeSi粉芯的环氧树脂/SiO_(2)绝缘工艺流程中添加PVP作为增强剂,系统研究了PVP添加量对粉芯生坯强度、成品强度以及磁性能的影响规律。研究发现,PVP的引入可增加绝缘层各组分之间以及绝缘层和磁粉之间的粘结力,进而有利于生坯强度的提... 详细信息

在FeSi粉芯的环氧树脂/SiO_(2)绝缘工艺流程中添加PVP作为增强剂,系统研究了PVP添加量对粉芯生坯强度、成品强度以及磁性能的影响规律。研究发现,PVP的引入可增加绝缘层各组分之间以及绝缘层和磁粉之间的粘结力,进而有利于生坯强度的提高。在退火过程中,适量PVP的熔化还有助于SiO_(2)纳米粒子的均匀重排,从而增强成品强度。同时,适量PVP可促进稳定、均匀SiO_(2)绝缘层的形成,进而实现直流偏置性能的优化以及维持良好的磁导率频率稳定性和较低的磁芯损耗。PVP最佳添加量为0.3%(质量分数),相应的FeSi粉芯生坯强度为22 N,成品强度为305.76 N,有效磁导率在20~2000 kHz具有良好的频率稳定性,8000 A/m直流偏置场下的有效磁导率百分比高达86.5%,50 kHz/100 mT的损耗仅为522.7 kW/m^(3)。

关键词： FeSi PVP 软磁粉芯拉断强度磁性能

多元成分的融合：软磁高熵合金的结构调控与磁特性研究

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钢铁研究学报 2024年第9期 1110-1127页

作者：张东向若飞孙宜华三峡大学材料与化工学院无机非金属晶态与能源转换材料重点实验室湖北三峡实验室

软磁材料是实现电子元器件上游配套关键产业技术突破的重要能源材料之一。高性能软磁材料的开发和研究对于节能、降耗和“中国制造2025”实施等具有重要意义。高熵合金由于Fe、Co和Ni等磁性元素掺杂具有大的磁特性调节范围，因此高熵合... 详细信息

软磁材料是实现电子元器件上游配套关键产业技术突破的重要能源材料之一。高性能软磁材料的开发和研究对于节能、降耗和“中国制造2025”实施等具有重要意义。高熵合金由于Fe、Co和Ni等磁性元素掺杂具有大的磁特性调节范围，因此高熵合金有望成为性能优异的软磁材料。着重综述了影响高熵合金磁性能的关键因素，强调了高熵软磁合金磁特性对化学成分、制备工艺参数和相结构非常敏感，同时明确了热处理是改善高熵合金微观组织，优化其磁性能的主要手段。此外，基于理论模拟方法从原子尺度阐释了影响高熵软磁合金磁特性的内在机制，进一步厘清了高熵软磁合金磁性与磁畴间的依赖关系。最后凝练了目前部分高熵软磁合金发展存在的科学问题，并简要概括了未来高熵软磁合金发展需要关注的方向。

关键词：高熵合金合金元素微观组织软磁性能矫顽力

快重离子辐照改性介电聚合物的结构演变与储能性能提升

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硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1365-1373页

作者：黄帅康郭鹏张琦忠王文涛谭划张晓东段敬来李飞郭新胡永明张海波华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074 湖北大学铁电压电材料与器件湖北省重点实验室武汉430062 中国科学院近代物理研究所兰州重离子加速器国家实验室兰州450008 西安交通大学电子陶瓷与器件教育部重点实验室西安710049 广东华中科技大学工业技术研究院广州东莞523808

由于薄膜电容器具有低极性,绝缘阻抗高,频率响应宽等优点,具有旁路、去耦、滤波和储能的功能,广泛应用于通信、电子、航空航天、医疗设备、新能源等行业。近年来,由于行业的发展,低介电损耗、高击穿场强与高能量密度的新型介电材料的研... 详细信息

由于薄膜电容器具有低极性,绝缘阻抗高,频率响应宽等优点,具有旁路、去耦、滤波和储能的功能,广泛应用于通信、电子、航空航天、医疗设备、新能源等行业。近年来,由于行业的发展,低介电损耗、高击穿场强与高能量密度的新型介电材料的研发变得愈发重要。采用氙重离子束对聚(偏二氟乙烯–六氟丙烯)进行辐照改性,系统地研究了辐照注量对材料微观结构、介电性能和储能性能的影响。结果表明,^(129)Xe^(27+)快重离子辐照促进了优势相变与表面交联结构形成,提高了材料的储能效率与击穿场强。同时,辐照断键提高了材料的介电常数,增强了有效极化。多种效应协同作用下,成功制备了高击穿场强(540 MV/m)、高放电能量密度(16.3 J/cm^(3))的辐照改性聚合物材料,为促进聚合物介质电容器的发展提供了理论与实验依据。

关键词：快重离子辐照介电材料相变交联储能密度

自支撑BaTiO_(3)薄膜的制备与铁电性研究

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真空科学与技术学报 2024年第4期44卷 369-375页

作者：张军沈玙璠苏天聪吕梁学院化工与材料工程系吕梁033001 山西师范大学磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室太原030006

BaTiO_(3)(BTO)铁电氧化物薄膜因其在非易失信息存储、智能传感、生物医疗、纳米发电机等领域潜在的应用而受到了人们的广泛关注。目前,为了保证BTO薄膜能高质量外延生长,通常选择晶格匹配的氧化物做衬底,所生长的薄膜与衬底之间存在较... 详细信息

BaTiO_(3)(BTO)铁电氧化物薄膜因其在非易失信息存储、智能传感、生物医疗、纳米发电机等领域潜在的应用而受到了人们的广泛关注。目前,为了保证BTO薄膜能高质量外延生长,通常选择晶格匹配的氧化物做衬底,所生长的薄膜与衬底之间存在较强的化学键,很难将其从衬底上大面积地剥离下来,所以也无法实现下一步转移到可用于高密度器件集成的的Si基衬底上。文章使用水溶Sr_(3)Al_(2)O_(6)(SAO)为牺牲层的方法,将生长在Nb-SrTiO_(3)(Nb-STO)衬底上的BTO外延薄膜可以大面积、无褶皱地转移到Si基衬底上。并且,转移后的自支撑薄膜仍然保持了完美的结晶度和室温铁电性。此结论对自支撑氧化物薄膜在高密度铁电器件的集成方面奠定了一定的基础。

关键词： BaTiO_(3)薄膜铁电性自支撑柔性器件