Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện phân hợp kim Fex–Co100 – x nano tinh thể trên thép không gỉ
Tóm tắt
Các hợp kim Fe–Co nano tinh thể đã được điện phân trên thép không gỉ từ các bể sulfato sử dụng citrate làm tác nhân phức hợp. Citrate đã giúp giảm cường độ điện thế khử tiêu chuẩn của cả Cocitrate và Fecitrate về các giá trị gần nhau hơn để tạo điều kiện cho quá trình đồng điện phân của các hợp kim. Dữ liệu tham số động học được tính toán từ các phép phân cực catot đã được sử dụng để hiểu cơ chế chuyển giao electron trong quá trình điện phân các hợp kim. Tác động đáng kể của các điều kiện tham số như thành phần dung dịch điện phân, pH, mật độ dòng điện, và nhiệt độ đối với hiệu suất dòng điện catot và thành phần của lớp phủ hợp kim Fe–Co đã được nghiên cứu. Điện thế thúc đẩy sự hình thành hạt của các hợp kim (-0.88 V) gần hơn với điện thế thúc đẩy của Co (-0.84 V) so với điện thế của Fe (-0.94 V). Có sự dịch chuyển của điện thế hình thành hạt về giá trị catot hơn (-1.17 V) bằng cách giảm [Co2+] trong khi chỉ quan sát thấy sự biến đổi nhỏ khi giảm [Fe2+]. Hiệu suất dòng điện được phát hiện tăng từ 59.4% lên 81.1% khi tăng [Co2+] từ 0.025 M lên 0.200 M với [Fe2+] cố định là 0.100 M. Phần trăm cobalt trong các hợp kim được phát hiện tăng từ 48.6% lên 54.3% khi thay đổi pH từ 2 lên 4. Cả hàm lượng cobalt và sắt trong các hợp kim đều tăng lên thông qua việc tăng nồng độ của các ion riêng lẻ trong bể điện phân. Cấu trúc tinh thể của các hợp kim điện phân cho thấy sự hình thành của một pha dung dịch rắn đơn với cấu trúc lập phương tâm thể. Lớp phủ hình cầu của các hợp kim Fe–Co kích thước nano được quan sát qua kính hiển vi điện tử quét. Có một nỗ lực để liên kết hàm lượng sắt, kích thước hạt trung bình, và phương hướng tinh thể với độ từ hóa bão hòa và độ từ nén thấp.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Khan, K., Rehman, S., Rehman, H.U., and Khan, Q., Synthesis and application of magneticnanoparticles, in Nanomagnetism, Altrincham: One Central Press, 2014, ch. 6,
Chansena, A. and Sutthiruangwong, S., Corrosion behavior of electrodeposited Co–Fe alloys in aerated solutions, J. Magn. Magn. Mater., 2017, vol. 429, no. 5, p. 251.
Zhang, J., Muller, J.O., Zheng, W., Wang, D., et al., Individual Fe–Co alloy nanoparticles on carbon nanotubes: Structural and catalytic properties, Nano Lett., 2008, vol. 8, no. 9, p. 2738.
Kidosaki, T., Takase, S., and Shimizu, Y., Electrodeposited cobalt–iron alloy thin-film for potentiometric hydrogen phosphate-ion sensor, J. Sens. Technol., 2012, vol. 2, no. 3, p. 95.
Shao, I., Romankiw, L.T., and Bonhote, C., Stress in electrodeposited Co–Fe alloy films, J. Cryst. Growth, 2010, vol. 312, no. 8, p. 1262.
Shao, I., Chen, M.W., Cammarata, R.C., Searson, P.C., et al., Deposition and characterization of Fe0.55Co0.45 nanowires, J. Electrochem. Soc., 2007, vol. 154, no. 11, p. D572.
Liu, X., Evans, P., and Zangari, G., Electrodeposited Co–Fe and Co–Fe–Ni alloy films for magnetic recording write heads, IEEE Trans. Magn., 2000, vol. 36, no. 5, p. 3479.
Kim, S.S., Kim, S.T., Ahn, J.M., and Kin, K.H., Magnetic and microwave absorbing properties of Co–Fe thin films plated on hollow ceramic microspheres of low density, J. Magn. Magn. Mater., 2004, vol. 271, no. 1, p. 39.
Li, Z.-M., Xu, F.-Q., Wang, L.-W., Wang, J., et al., X-ray magnetic circular dichroism measurement of Fe–Co alloy films prepared by electrodeposition, Chin. Phys. Lett., 2007, vol. 24, vol. 9, p. 2667.
Koza, J.A., Uhlemann, M., Gebert, A., and Schultz, L., The effect of magnetic fields on the electrodeposition of Co–Fe alloys, Electrochim. Acta, 2008, vol. 53, no. 16, p. 5344.
Sourmail, T., Near equiatomic FeCo alloys: Constitution, mechanical and magnetic properties, Prog. Mater. Sci., 2005, vol. 50, no. 7, p. 816.
Sundar, R.S. and Deevi, S.C., Soft magnetic Fe–Co alloys: alloy development, processing, and properties, Int. Mater. Rev., 2005, vol. 50, no. 3, p. 157.
Hou, X.W., Liu, S.B., Yang, S.L., Li, J.P., et al., Electrical and magnetic properties of electrodeposited Fe-based alloys used for thin film transformer, Sci. Chin. Sci., 2013, vol. 56, no. 1, p. 84.
Laughlin, D.E. and McHenry, M.E., Nanoscale materials development for future magnetic applications, Acta Mater., 2000, vol. 48, no. 1, p. 223.
Toth, B.G., Peter, L., Pogany, L., Revesz, A., and Bakonyi, I., Preparation, structure and giant magnetoresistance of electrodeposited Fe–Co/Cu multilayers, J. Electrochem. Soc., 2014, vol. 161, no. 4, p. D154.
Yanai, T., Shiraishi, K., Watanabe, Y., Ohgai, T., et al., Magnetic Fe–Co films electroplated in deep-eutectic-solvent-based plating bath, J. Appl. Phys., 2015, vol. 117, p. 17A925-1.
ides, W., Kassouf, N., and Huang, Q., Electrodeposition of ferromagnetic FeCo and FeCoMn alloy from choline chloride based deep eutectic solvent, J. Electrochem. Soc., 2019, vol. 166, no. 4, p. D77
Soundararaj, A. and Mohanty, J., Impact of deposition potential on structural and magnetic properties of nano-crystalline Co–Fe alloy thin film, Surf. Eng. Appl. Electrochem., 2020, vol. 56, no. 2, p. 159.
Qin, X.Y., Kim, J.G., and Lee, J.S., Synthesis and magnetic properties of nanostructured γ-Ni–Fe alloys, Nanostruct. Mater., 1999, vol. 11, no. 2, p. 259.
Liu, X., Evans, P., and Zangari, G., Electrodeposited Co–Fe and Co–Fe–Ni alloy films for magnetic recording write heads, IEEE Trans. Magn., 2000, vol. 36, no. 5, p. 3479.
Tartaj, P., del Puerto Morales, M., Veintemillas-Verdaguer, S., González-Carreño, T., et al., The preparation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine, J. Phys. D: Appl. Phys., 2003, vol. 36, p. R182.
Balachandran, P., Yow, H.K., Ong, B.H., Tan, K.B., et al., Surface morphology and electrical properties of pulse electrodeposition of Ni–Fe films on copper substrates in ultrasonic field, Int. J. Electrochem. Sci., 2011, vol. 6, no. 8, p. 3564.
Saravanan, G. and Mohan, S., Electrodeposition of Fe–Ni–Cr alloy from deep eutectic system containing choline chloride and ethylene glycol, Int. J. Electrochem. Sci., 2011, vol. 6, no. 5, p. 1468.
Hassan, H.B. and Hamid, Z.A., Electrodeposited Cu–CuO composite films for electrochemical detection of glucose, Int. J. Electrochem. Sci., 2011, vol. 6, no. 11, p. 5741.
Qiang, C., Xu, J., Xiao, S., Jiao, Y., et al., The influence of pH and bath composition on the properties of Fe–Co alloy film electrodeposition, Appl. Surf. Sci., 2010, vol. 257, no. 5, p. 1371.
Lu, W., Huang, P., He, C., and Yan, B., Compositional and structural analysis of FeCo films electrodeposited at different temperatures, Int. J. Electrochem. Sci., 2012, vol. 7, no. 12, p. 12262.
Nathsharma, S.K., Mishra, S., Mishra, K.G., and Paramguru, R.K., The effect of bath parameters on the ectrocrystallisation of Cox–Cu100 – x alloys on stainless steel cathode, Trans. Indian Inst. Met., 2020, vol. 73, no. 2, p. 377.
Srimathi, S.N., Mayanna, S.M., and Sheshadri, B.S., Electrodeposition of binary magnetic alloys, Surf. Technol., 1982, vol. 16, p. 277.
Bertazzoli, R. and Pletcher, D., Studies of the mechanism for the electrodeposition of Fe–Co alloys, Electrochim. Acta, 1993, vol. 38, no. 5. p. 671.
El Rehim, S.S.A., Khaled, K., Abulkibash, A.M.S., and Emad, M., Electroplating of Co–Fe alloys from aqueous acetate baths, Trans. Inst. Met. Finish., 2000, vol. 78, no. 1, p. 41.
Jiao, P., Duan, N., Zhang, C., Xu, F., Chen, G., Li, J., et al., The effect of cobalt ion on the hydrogen evolution reaction in sulfate solution, Int. J. Hydrogen Energy, 2016, vol. 41, no. 40, p. 17793.
Joshi, H.H. and Kulkarni, R.G., Susceptibility, magnetization and Mossbauer studies of the Mg–Zn ferrite system, J. Mater Sci., 1986, vol. 21, no. 6, p. 2138.
Kakatkar, S.V., Kakatkar, S.S., Patil, R.S.,Sankpal, A.M., et al., X-ray and bulk magnetic properties of the Ni–Zn ferrite system, Phys. Status Solidi B, 1996, vol. 198, no. 2, p. 853.
Najafi, A. and Nematipour, K., Synthesis and magnetic properties evaluation of monosized Fe–Co alloy nanoparticles through microemulsion method, J. Supercond. Nov. Magn., 2017, vol. 30, no. 9, p. 2647.
Osaka, T., Asahi, T., Kawaji, J., and Yokoshima, T., Development of high-performance magnetic thin film for high-density magnetic recording, Electrochim. Acta, 2005, vol. 50, no. 23, p. 4576.
Osaka, T., Electrodeposition of highly functional thin films for magnetic recording devices of the next century, Electrochim. Acta, 2000, vol. 45, no. 20, p. 3311.