铁基非晶薄膜磁性、电催化性能和衬底温度关系的研究

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物理气相沉积得到非晶薄膜往往具有独特的性质,其具有更高的玻璃转变温度,焓值更低,稳定性更好,密度更大,模量更高等特点。通过冷淬得到的普通玻璃要经过上万年的退火才能得到类似特点的玻璃。因此这种气相沉积得到的玻璃也称为超稳定玻璃。大量的文献报道其稳定性、密度、模量等性能特点的变化往往受到衬底温度的影响,探究气相沉积玻璃的磁性、电催化性能和衬底温度的关系是一个有意义的工作。本文对磁性和电催化性能与衬底温度关系的研究主要从以下几个方面展开:1.采用Fe61Co7Zr8Mo7B15Y2成分,通过磁控溅射仪器控制沉积功率和时间不变,改变衬底温度得到不同衬底温度的样品。并将其中一片薄膜高温退火晶化。2.通过X射线衍射仪表征各衬底温度下的样品的结构,分析衬底温度在多少时开始晶化。3.各衬底温度薄膜通过超导量子干涉仪测量磁滞回线,分析铁基非晶薄膜饱和磁化强度、矫顽力、剩磁比等和衬底温度之间的关系。4.通过电化学工作站测量各衬底温度薄膜电化学析氧反应(OER)催化性能,分析催化性能指标随衬底温度的变化,并通过改变薄膜负载物来改善样品的催化性能。实验发现通过调控磁控溅射衬底温度可有效改变沉积玻璃的磁性和电催化性能。对于衬底温度在30℃-350℃的薄膜磁性基本不发生变化,衬底温度在500℃时,薄膜开始析出晶粒,磁性有较大变化。OER催化性能随着衬底温度的升高而逐渐得到改善,并利用碳布进一步增强非晶薄膜的催化性能。本论文探索的气相沉积玻璃磁性和电催化性能与衬底温度的关系将进一步丰富人们对于沉积玻璃的认识,同时本文得到的样品是一种良好的OER非晶催化剂,具有一定的应用前景。
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