简介：本发明提供一种超晶格结构的纳米晶Cr2N/非晶WC超硬膜及其制备方法,属于材料表面技术领域。本发明该超硬膜是由电弧离子镀的纳米晶体相Cr2N和磁控溅射镀的非晶体相WC层交替沉积而成,并且,超晶格的调制周期为10～20nm,Cr2N单层和WC单层的厚度分别为8～14nm和2～6nm。本发明的优点在于:Cr2N层与WC层交替分布实现了Cr-N基膜成分多元化和结构多层化,解决了抗氧化性较强的Cr-N基膜获得超高硬度的难题,同时非晶WC层进一步提高了Cr-N基膜的抗氧化和耐腐蚀性能,满足不能热处理的

  巨霍尔效应是纳米铁磁金属颗粒薄膜中反常霍尔效应的巨大增强现象,是纳米材料的新效应,本课题利用巨霍尔效应原理,制备出磁场灵敏度高达125AT、具有实用价值的新型的纳米铁磁金属颗粒薄膜磁敏材料;并将颗粒薄膜应用于霍尔器件,替代现有的掺杂半导体活性层材料,制备出具有实用意义的新型霍尔器件原型。    本课题的研究,率先将纳米体系的新效应巨霍尔效应原理应用于传感器件领域,制备出具有实用价值的新型纳米材料及微型霍尔器件,具有原始创新性。与传统的半导体霍尔器件相比,基于纳米铁磁金属颗粒薄膜巨霍尔效应的霍尔器件具有体积小、制备工艺简单、高度集成、灵敏度高等优点,因此具有更为重要的应用价值。特别是纳米铁磁金属颗粒薄膜霍尔器件具有的工作温度宽、温度稳定性能优异、抗核辐射等优点,在微弱磁场探测、航天器的精确定位、导航以及军事装备等方面都具有十分重要的用途,市场前景广阔。   本课题利用巨霍尔效应原理,首次制备出磁场灵敏度高达125VAT、具有实用价值的新型的纳米铁磁金属颗粒薄膜磁敏材料;并将颗粒薄膜应用于霍尔器件,替代现有的掺杂半导体活性层材料,制备出具有实用意义的新型霍尔器件原型。主要创新点有将稀磁半导体引入纳米铁磁金属颗粒薄膜体系,替代绝缘体母体材料,使体系在厚度较小的情况下,仍能保持高温铁磁性;制备出不同种类的具有高灵敏和实用价值的纳米铁磁金属颗粒薄膜磁敏材料;将具有巨霍尔效应的纳米铁磁金属颗粒薄膜应用于传感器件,替代现有的掺杂半导体活性层材料,制备出具有实用意义的新型霍尔器件。    主要创新点有将稀磁半导体引入纳米铁磁金属颗粒薄膜体系,替代绝缘体母体材料,使体系在厚度较小的情况下,仍能保持高温铁磁性;制备出不同种类的具有高灵敏和实用价值的纳米铁磁金属颗粒薄膜磁敏材料;将具有巨霍尔效应的纳米铁磁金属颗粒薄膜应用于传感器件,替代现有的掺杂半导体活性层材料,制备出具有实用意义的新型霍尔器件。相关成果已获国家发明专利授权九项。    本课题的研究,将巨霍尔效应这一纳米体系的新效应应用于器件领域,以纳米铁磁金属颗粒薄膜替代现有霍尔器件的掺杂半导体活性层材料,是一个全新的技术,取得了多项具有原始创新性的技术成果,进一步推进了纳米材料在新材料技术、电子信息技术等领域]应用    应用状况:    与传统的半导体霍尔传感器件相比,基于纳米铁磁金属颗粒薄膜巨霍尔效应的霍尔传感器件具有体积小、制备工艺简单、高度集成、灵敏度高等优点,因此具有更为重要的应用价值。特别是纳米铁磁金属颗粒薄膜霍尔器件具有的工作温度宽、温度稳定性能优异抗核辐射等优点,在微弱磁场探测、航天器的精确定位、导航以及军事装备等方面都具有十分重要的用途，市场前景广阔。

“一种化学浴沉积择优取向生长的纳米晶Cu2O薄膜的制备方法”属于半导体领域。现有方法一般对设备要求较高，需要比较复杂的程序，而最终难以控制成本，这会严重影响Cu2O薄膜的应用范围。本发明提供的纳米晶Cu2O薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：分别按照硫酸铜与柠檬酸三钠的摩尔浓度比范围为12∶8～12∶36，硫酸铜与抗坏血酸钠的摩尔范围为1∶3～5∶6，将抗坏血酸钠、柠檬酸三钠溶液依次加入硫酸铜溶液中，使充分络合；调节溶液pH值至7.0～10.0；置于50°C～95°C水浴温度中反应1.0h～3.

成果介绍铁磁（FM）/非磁（NM）结构的双层膜中发现的自旋泵浦（spin pumping）效应是磁学和自旋电子学中的一个突破性发展，因此吸引了众多的研究兴趣。它和铁磁层自旋极化电流相关，同时又和非磁层的自旋轨道耦合有直接联系。本项目采用具有较高的自旋轨道耦合系数的稀土金属调制非磁层，运用铁磁共振和输运两种方法，并结合结构、磁性和同步辐射分析等手段，研究不同稀土掺杂对铁磁/非磁过渡-稀土合金（Py/NM-RE）复合纳米双层膜的结构和界面的影响，得到自旋泵浦强度、界面混合电导以及非磁层的自旋轨道耦合强度和自旋扩散长度的调控规律。从而探索该复合纳米双层膜中的界面自旋泵浦效应和非磁层自旋轨道耦合对自旋动力阻尼的影响机制。这些研究结果将有利于开发新型复合磁性材料和新型强自旋-轨道耦合的非磁材料，有利于集成多功能自旋器件。

在 Nature，Science，Physical Review Letters，Advanced Materials 等学术刊物上发表论文 200 余篇，申请中国发明专利 65 件，授权发明专利 22 件。2010 年相关块体非晶复合材料韧化的工作被 Nature-Asia Materials 做专题评述，多项其它工作还被 Science，Materials Today，Nature 等学术杂志做专题评述以及其它世界各国媒体报道。在新一代超高强钢和先进耐热钢研究上取得了国际水平的研究成果，其中关于超高强钢的成果被国际权威给予很高的评价，同时被科技部评为“2017 年度中国科学十大进展”并在央视新闻联播报道。 超高强钢； 先进高熵合金； 块体非晶合金； 非晶纳米晶软磁合金； 非晶态耐磨耐蚀合金； 非晶与高熵合金钎焊材料； 高熵合金生物材料； 高强耐蚀镁合金。

本发明公开了一种具有优良磁性能的FeTbBSi系非晶合金及其制备方法。 该系非晶合金的化学分子式为Fe100-x-y-zTbxBySiz，其中x、y和z分别为Tb元素、 B元素和Si元素的原子百分数，100-x-y-z为Fe元素的原子百分数，1≤x≤25， 20≤y≤25，0≤z≤10。该合金的制备方法如下：将工业纯金属原料以及FeB合 金按合金配方配料，采用磁悬浮感应熔炼成母合金，然后用单辊甩带法制得非 晶薄带。本发明铁基非晶合金具有高的磁致伸缩系数，软磁性能优良，同时成 分简单，并拥有良好非晶形成能力。本发明的FeTbBSi系非晶合金可以广泛应 用于结构材料和软磁材料等方面。

本发明公开了一种非晶软磁复合材料的制备方法。该制备方法包含制备非晶薄带、脆化退火、球磨制粉、钝化处理、压制成型、热处理和固化步骤，所述的非晶软磁复合材料的合金成分为铁基非晶合金，该合金的组成以原子比表示满足下式：Fe100-a-b-cTaMbDc，其中，15≤a≤30，0< b≤5，0< c≤3，T为选自Si、B或C中的一种或几种，M为选自Mo、Zr、Y、Ni、Ti或Cr中的一种或几种，D为选自稀土类元素中的一种或几种。本发明公开的非晶软磁复合材料的制备方法，工艺简单、成本低，采用磷酸稀释液进行钝化，无需添加其他绝缘剂就可以形成均匀的绝缘层，所得软磁复合材料磁导率高、损耗低，直流偏置特性优异。

研制出了多个具有自主知识产权的铁磁性非晶、纳米晶软磁合金材料，具有优异的力学性能、软磁性能、耐蚀性能及对染料废水高效降解性能，具体研究成果包括：（1）高饱和磁感低损耗纳米晶软磁合金：研制了FeSiBPCu系列纳米晶软磁合金，饱和磁感应强度达1.8T以上，1.5T/50Hz条件下的铁损仅为0.29W/kg，是高级取向硅钢铁损的1/2，技术性能远优于日本主要生产和大力推广的FINEMET纳米晶合金系列产品，在高效节能电机、无线充电系统、新能源汽车等技术领域具有广阔市场前景；（2）铁磁性非晶合金构件涂层：制备了厚度达9mm的非晶合金构件涂层，非晶度90%以上，孔隙率低于1%，平均硬度达976HV，内聚强度为237MPa；利用激光熔覆技术进一步改善其力学性能，断裂强度达1800Mpa，具有优异的耐蚀性能和耐摩擦磨损性能，适用于各种功能构件的在线修复；（3）铁基非晶合金化学性能研究：研究了FePC(Cu)、FeSiBPCu、FeBC、FeCrNbYB等非晶/纳米晶合金在对染料废水的高效降解，发现合金表面的“自更新”行为可有效提高合金的重复利用性，同时良好的热磁调谐性使合金便于降解后的自动回收，对于实现高效、低成本处理印染废水，解决水污染问题具有重要的应用价值。

在 Nature，Science，Physical Review Letters，Advanced Materials 等学术刊物上发表论文 200 余篇，申请中国发明专利 65 件，授权发明专利 22 件。2010 年相关块体非晶复合材料韧化的工作被 Nature-Asia Materials 做专题评述，多项其它工作还被 Science，Materials Today，Nature 等学术杂志做专题评述以及其它世界各国媒体报道。在新一代超高强钢和先进耐热钢研究上取得了国际水平的研究成果，其中关于超高强钢的成果被国际权威给予很高的评价，同时被科技部评为“2017 年度中国科学十大进展”并在央视新闻联播报道。超高强钢；先进高熵合金；块体非晶合金；非晶纳米晶软磁合金；非晶态耐磨耐蚀合金；非晶与高熵合金钎焊材料；高熵合金生物材料；高强耐蚀镁合金。

本项目将巨霍尔效应这一纳米体系的新效应应用于器件领域，以纳米铁磁金属颗粒薄膜替代现有霍尔器件的掺杂半导体活性层材料，是一个全新的技术，取得了多项具有原始创新性的技术成果，进一步推进了纳米材料在新材料技术、电子信息技术等领域的应用。相关成果已获国家发明专利授权九项。 纳米铁磁金属颗粒薄膜霍尔器件具有的工作温度宽、温度稳定性能优异、抗核辐射等优点，在微弱磁场探测、航天器的精确定位、导航以及军事装备等方面都具有十分重要的用途，市场前景广阔。