[发明专利]一种钐铁钴磷非晶薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钐铁钴磷非晶薄膜，包含的元素为Sm、Fe、Co、P，其中各个元素的重量百分数的比值为Sm：Fe：Co：P＝x：y：z：a，5.0≤x≤35.0，55.0≤y≤80.0，0≤z≤30.0，0.1≤a≤2.0，x+y+z+a＝100。本发明还公开了一种钐铁钴磷非晶薄膜的制备方法，包括：(1)电极片活化处理；(2)电化学共沉积；(3)薄膜清洗。本发明能够实现Sm、Fe、Co三种元素的可控共沉积，薄膜元素分布均匀，而且本发明制备方法制得的非晶薄膜的饱和磁化强度较高，达到137emu/g。

技术领域

本发明涉及合金和磁性材料技术领域，具体涉及一种钐铁钴磷非晶薄膜及其制备方法。

背景技术

随着轨道交通、医疗仪器、工业电机等领域的飞速发展，对永磁材料磁性能提出了很高的要求。目前，永磁材料的磁性能记录仍由钕铁硼系稀土永磁材料保持。稀土过渡族氮化物、过渡族氮化物及软硬磁纳米复合磁体等均存在各自的比较致命的科学和技术难题。

Sm(FeCo)12型永磁合金发源于SmFe12型合金，由于Fe含量较高，且添加Co元素可与Fe元素产生超交换作用，大幅提升饱和磁化强度、磁晶各向异性场与居里温度，被认为是最具潜力的第四代永磁材料之一。但研究表明，采用“感应熔炼+等温时效”、“熔体快淬+退火”、“速凝”、“浇铸”等传统制备工艺均无法获得单一的1：12型合金相，磁体中不可避免的会存在α-Fe，添加Ti/Zr等元素可以抑制α-Fe析出，但会由于磁稀释效应导致磁体饱和磁矩下降。

非晶结晶被广泛应用于难提存合金制备中，但由稀土元素Sm与过渡金属形成的合金非晶形成能力较弱，非晶SmFeCo基体制备难度较大。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种钐铁钴磷非晶薄膜及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种钐铁钴磷非晶薄膜，包含的元素为Sm、Fe、Co、P，其中各个元素的重量百分数的比值为Sm：Fe：Co：P＝x：y：z：a，5.0≤x≤35.0，55.0≤y≤80.0，0≤z≤30.0，0.1≤a≤2.0，x+y+z+a＝100。

一种钐铁钴磷非晶薄膜的制备方法，该制备方法能够用于制备以上所述的钐铁钴磷非晶薄膜，包括以下步骤：

(1)电极片活化：

正极为铂电极片，采用丙酮和乙醇混合液浸泡铂电极片，浸泡时间为5～15min，后烘干；

负极材质是钨或钽薄片，采用丙酮和盐酸混合液浸泡，浸泡时间为1～3min，后烘干；

(2)电化学共沉积：

将电镀液升温至40～80℃，PH为3.2～5.1，正负极之间距离为2～5cm，电流密度为0.5～1.2A/dm²，共沉积时间为10～45min；

(3)薄膜清洗：

采用超声波和乙醇清洗，获得钐铁钴磷非晶薄膜。

进一步地，步骤(1)中，丙酮和乙醇混合液中，丙酮的体积分数为75～95％；丙酮和盐酸混合液中，丙酮的体积分数为90～98％。

进一步地，步骤(1)中，烘干是在Ar气氛下进行，温度为50～100℃，时间为5～12min。

进一步地，步骤(2)中：所述电镀液，以质量浓度计，包括：磷酸5-30g/L,硼酸10～20g/L，络合剂2～18g/L，添加剂3～8g/L，铁盐10～25g/L，钐盐12～40g/L，钴盐3～11g/L。