Co ve Ni den oluşan ince film alaşımların elektrodepolama ile üretilmesi ve yapısal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Kobalt, nikel ve CoNi alaşım ince film kaplamalar elektrodepolama yöntemiyle elektrolit içerisindeki kobalt ve nikel madde miktarı oranları değiştirilerek alüminyum altlıklar üzerine depolandı. Üretime etki eden pH, sıcaklık, üretim süresi, üretim akımı, karıştırma gibi parametreler sabit alındı. Yapısal ve manyetik özelliklerin bulunması için, dönüşümlü voltametri (CV), indüktif eşleşmiş plazma (ICP), taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı (XRD) ve titreşimli örnek manyetometresi (VSM) deneyleri yapıldı. ICP analizleriyle CoNi alaşım film içeriğindeki kobalt nikel madde miktarı oranları belirlendi ve anormal depolanma davranışı sergilendiği görüldü. XRD analizlerinde; kobaltın kristal yapısının hacim merkezli kübik (hcp) yapıda ve α fazında, nikelin (fcc) yapıda ve β fazında, CoNi alaşımların (fcc) yapıda ve β fazında oldukları tespit edildi. Film içeriğindeki kobalt ve nikel madde miktarının, ince filmlerin kristal yönelimleri, tane büyüklükleri ve latis parametrelerine büyük etki ettiği görüldü. Manyetik ölçüm (VSM) sonuçları grafik olarak gösterildiğinde histerezis eğrileri elde edildi ve bütün filmlerin ferromanyetik malzeme davranışı sergilediği tespit edildi. Histerezis eğrilerinden, koersivite (Hc), doyum manyetizasyonu (Ms) ve kalıcı manyetizasyon (Mr) değerleri bulundu. Kobalt madde miktarı ve tane büyüklüğünün koersivite, doyum manyetizasyonu ve kalıcı manyetizasyon üzerine büyük etki ettiği görüldü. CoNi alaşım film içerisindeki kobalt ve nikel madde miktarının banyo kompozisyonu ile kontrol edilerek, istenilen sert manyetik ve yumuşak manyetik özelliğe sahip malzemelerin üretilebileceği görüldü.

Cobalt, nickel and CoNi alloy thin film coatings were deposited on aluminum substrate by varying the ratio of cobalt and nickel content in electrolyte by electrodeposition method. Affecting production; The parameters such as pH, temperature, production time, production current and mixing were fixed. In order to find the structural and magnetic properties, cyclic voltammetry (CV), inductively coupled plasma (ICP), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and vibrating sample magnetometer (VSM) experiments were performed. The ratio of cobalt nickel content in CoNi alloy film was determined by ICP analysis and it showed abnormal deposited behavior. The XRD analysis revealed that the cobalt crystal structure was in the volume-centered cubic (hcp) and α phase, nickel (fcc) structure and β phase, CoNi alloys (fcc) and β phase. It was observed that the amount of cobalt and nickel material in the film had a great effect on the crystal orientations, grain sizes and lattice parameters of thin films. When the magnetic measurement (VSM) results were shown graphically, hysteresis curves were obtained and all films were found to show ferromagnetic material behavior. From the hysteresis curves, coercivity (Hc), saturation magnetization (Ms) and permanent magnetization (Mr) values were found. The amount of cobalt material and grain size were found to have a major effect on coercivity, saturation magnetization, and permanent magnetization. It was seen that the amount of cobalt and nickel material in CoNi alloy film was controlled by the bath composition, and the desired hard magnetic and soft magnetic properties could be produced.