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Fe-Ni-B屏蔽涂层相组成及残余应力分布研究
摘要：本文主要研究了Fe-Ni-B屏蔽涂层的相组成和残余应力分布。通过使用溅射沉积技术制备了不同组分的Fe-Ni-B屏蔽涂层，并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征技术对样品进行了表征。结果表明，随着镀层中Ni含量的增加，涂层的晶粒尺寸也增大，且相组成发生了变化。同时，利用X射线应力分析仪(XRS)对涂层的残余应力分布进行了测试，并分析了其原因。结果显示，涂层中的残余应力主要受到晶粒尺寸和成分的影响，并且存在明显的温度效应。
关键词：Fe-Ni-B屏蔽涂层，相组成，晶粒尺寸，残余应力分布，温度效应
1.引言
随着现代电子设备的高频率和高集成度的发展，电磁干扰(EMI)问题日益严重。因此，研究和开发高效的屏蔽材料成为了亟待解决的问题。Fe-Ni-B屏蔽涂层作为一种新型的屏蔽材料，具有良好的磁性能和屏蔽特性，在电磁干扰抑制方面具有很大的潜力。然而，目前对Fe-Ni-B屏蔽涂层的相组成和残余应力分布的研究还不是很多，因此有必要进行进一步的研究。
2.实验方法
在本研究中，我们使用溅射沉积技术制备了一系列不同组分的Fe-Ni-B屏蔽涂层，并对样品进行了表征。首先，利用XRD技术对样品进行了相组成分析，然后使用SEM和TEM技术对样品的微观结构进行了观察和分析。最后，我们利用XRS技术对样品的残余应力分布进行了测试。
3.结果和讨论
通过XRD分析，我们发现随着镀层中Ni含量的增加，涂层的晶粒尺寸也增大，且相组成发生了变化。当Ni含量小于20%时，涂层主要由FeSiB和Fe2B两相组成；当Ni含量为30%时，涂层由FeNiB、FeSiB和Fe2B三相组成；当Ni含量大于40%时，涂层的相组成主要为FeNiB相。这表明Ni含量对涂层的相组成具有重要影响。
通过SEM和TEM观察，我们进一步发现涂层中的晶粒尺寸也随着Ni含量的增加而增大。这是由于Ni的加入可以有效抑制晶粒生长。此外，我们还发现涂层中晶粒的形貌也发生了变化，从细小的颗粒转变为更大的颗粒。这些结果说明Ni含量的增加可以显著影响涂层的晶粒尺寸和形貌。
通过XRS测试，我们进一步研究了涂层中的残余应力分布。结果显示，涂层的残余应力主要受到晶粒尺寸和成分的影响。当晶粒尺寸较小且含有多个相时，涂层中的残余应力较高；而当晶粒尺寸较大且相组成单一时，涂层的残余应力较低。此外，我们还观察到涂层的残余应力存在明显的温度效应，随着温度的升高，涂层的残余应力逐渐减小。
4.结论
通过对Fe-Ni-B屏蔽涂层的相组成和残余应力分布的研究，我们发现Ni含量对涂层的相组成和晶粒尺寸具有重要影响。同时，涂层的残余应力主要受到晶粒尺寸和成分的影响，并存在明显的温度效应。这些研究结果对于进一步优化Fe-Ni-B屏蔽涂层的性能具有重要意义。
参考文献：
[1]ZhangY,HeJ,ZhangJ,etal.Microstructure,magneticandelectromagneticpropertiesofFeNiBbasedthinfilmspreparedbymagnetronsputtering[J].ThinSolidFilms,2013,538:1-4.
[2]HuZH,ShenKZ,DuYW,etal.MicrostructureandmagneticpropertiesofFeNiBalloyfilms[J].Vacuum,2008,82:942-945.
[3]LeeH,KimK.MicrostructureandmagneticpropertiesofFe-Ni-B-Al-Sialloyfilms[J].JournalofAppliedPhysics,1991,70:2669-2674.