稀土过渡族金属合金磁性薄膜被广泛应用于 磁、光、电等各种功能材料领域，特别是在磁性材料 方面有着巨大的潜在应用价值。磁光记录光盘普遍 使用的介质是稀土过搜族金属合金非晶薄膜，其代 表性材料为 Tb-Fe-Co 合金。Tb-Fe-Co 合金薄膜由 于具有较大的磁各向异性，针对其磁光存储性能，人 们进行了广泛而深入的研究。目前，Tb-Fe-Co 合金设备，这些方法存在成本高、效率低、沉积层组成不易 控制等缺点[1 飞与真空蒸镀和磁控溅射等物理方 法相比，电沉积法能克服上述缺点，且可大面积生 产。电沉积制备稀土合金薄膜主要有非水搭液及水 榕液两种体系，但由于稀土金属的电极电势较负(一 般在 2 . 52- 2 .2 5 V) ，使得其在水榕液中的电 沉积非常困难，所以通常选择在非水溶液体系中进 行稀土-过渡族金属的电沉积(如低温熔盐体系和有 机、溶剂体系)。离子液体与普通有机溶剂相比，不仅 对大多数无机物和有机物具有良好的溶解性，同时 还具有很宽的电化学窗口、优良的导电性、几乎没有 蒸汽压、较高的热稳定性等优点。因此，离子液体作为绿色溶剂正日益受到人们的重视。本文以离子液 体 l 丁基-3-甲基眯瞠囚氟棚酸盐 (BMIM-BF4)榕剂，采用脉冲电沉积制备 Tb-Fe-Co 合金薄膜。
1 实验
1.1 主要试剂
BMIM-B孔，铁粒，无水碳酸钻，无水氧化锁，氟 棚酸。其中，BMIM-B凡的纯度为 99 % ，氟跚酸为 化学纯，其余试剂均为分析纯。
.12电镀工艺
基体进行碱性除油、酸洗、水洗、干燥等前处理 工序。采用脉冲电沉积，阴极为纯度为 99 . 99 %的 铜片，阳极为纯度为 99.99 %的铀片。电沉积后，从 电解液中取出试样，用乙醇和蒸馆水小心地将附着 在其表面的离子液体洗掉，干燥储存。
1.3 镀层形貌及成分分析
(1)采用目测法对镀层表面形貌进行评价，局部或边缘有镀层时，得分 <50 分;镀层表面呈灰黑 色时，得分为 50 60 分;镀层表面呈灰白色时，得分为 61 70 分;镀层有金属光泽时，得分为7l 80分;镀层为半光亮时，得分为 81 90 分;镀层光亮、 均匀时，得分>9 1 分。同一分数段不同分值为光亮度和均匀性的差异。
(2)采用 PHI 5700 型 X 射线光电子能谱仪对合金镀层进行成分分析。
2 结果与讨论
2.1 脉冲电压的影晌
图 l 为脉冲电压对 Tb-Fe-Co 合金镀层表面形 貌及镀层中饨的质量分数的影响。工艺条件如下: 脉冲频率 3.0 kHz ，脉冲占空比 40 % ，电解液温度50 ，搅拌速率 600 r / min。
由图 1 (a) 可知:随着脉冲电压的增加，Tb-Fe-Co合金镀层的表面形貌变好;当脉冲电压为7.0 V 时，镀层的表面形貌最好;而后，继续增加脉 冲电压，镀层的表面形貌反而变差。超电势高是脉 冲电沉积的重要特性。通过提高脉冲电压获得较高 的超电势，有利于提高成核速率，改善镀层的表面形 貌，从而获得结晶细致、均匀、光亮的 Tb-Fe-Co 合 金镀层。而当脉冲电压过高时，阴极电流密度过高， 金属离子在稳态扩散层中被强烈地消耗，此时， Tb-Fe-Co合金镀层变得粗糙。由图l( b) 可知:随着 脉冲电压的增加，镀层中锚的质量分数逐渐提高。 这是由于脉冲电压越高，越有利于电极电势较负的 元素的电沉积。综上所述，当脉冲电压为 7.0 V 时，
可以获得结晶细致、均匀、光亮的 Tb-Fe-Co 合金镀层，并且镀层中锚的质量分数也相对较高。这是在相同电压下恒压电沉积所不能实现的。其原因为脉 冲电沉积在导通时间内可以使金属离子处在极高的 超电势下进行沉积，而在关断时间内可以使阴极附 近的放电金属离子得以恢复，使得沉积极限电流密 度增大。
2.2 脉冲占空比的影晌
图 2 为脉冲占空比对 Tb-Fe-Co 合金镀层表面形貌及镀层中饨的质量分数的影响。工艺条件如 下:脉冲电压 7.5 V ，脉冲频率 3.0 kHz ，电解液温 度 50 oC ，搅拌速率 600 r / min o由图 2 (a) 可知:随着脉冲占空比的增加，Tb-Fe-Co合金镀层的表面形貌先变好后变差。其原因为脉冲占空比较低时，导通时间较短，瞬时电流 密度可能会超过极限电流密度，导致结晶粗糙。由图2b可知：当脉冲占空比较低时，镀层中铽的质量分数较高。这事由于当脉冲占空比较低时，脉冲峰值电流密度较大，这有利于电极电势较负的Tb3在阴极上放电，所以合金镀层中铽的质量分数较高。
2.3 脉冲频率的影晌
图 3 为脉冲频率对 Tb-Fe-Co 合金镀层表面形 貌及镀层中铀的质量分数的影响。工艺条件如下: 脉冲电压 7.5 V ，脉冲占空比 30 % ，电解液温度50度，搅拌速率600r/min。
脉冲频率反映了脉冲周期的长短。由图 3 (a) 可知:脉冲频率对于镀层表面形貌的影响相对于脉 冲占空比而言不是很明显，当保持脉冲占空比不变 时，在高频与低频处镀层的表面形貌较差，而在中频 处镀层的表面形貌较好。其原因为当脉冲频率过低 时，类似于直流间歇电镀;而当脉冲频率过高时，脉 冲停留时间过短，金属离子不能及时扩散到电极表 面，使电极表面放电金属离子贫乏，从而使镀层的表 面形貌变差。由图 3 (b) 可知:当脉冲频率小于3.0 kHz时，Tb-Fe-Co合金镀层中饨的质量分数随着脉冲频率的增加总体呈上升趋势。保持脉冲占空比不变，随着脉冲频率的增加，晶粒生长时间变短，离子较顺利地在阴极上放电，从而可以使 Tb-Fe-Co 合金镀层中锚的质量分数增加。综上可知:相对于 脉冲占空比而言，脉冲频率的变化对 Tb-Fe-Co 合 金镀层表面形貌及镀层组成的影响较小。
3 结论
(1)以离子液体 BMIl\ιBF4作为洛剂，加入自制的无水氟棚酸盐组成电解液，采用脉冲电沉积制备 Tb-Fe-Co 合金镀层，所得镀层均匀、致密、有金 属光泽，且镀层中饨的质量分数较高。
(2) 脉冲电压和脉冲占空比对 Tb-Fe-Co 合金 镀层的表面形貌和镀层中饨的质量分数的影响较大，脉冲频率对其影响较小。
(3) 增加脉冲电压和降低脉冲占空比都有利于 提高 Tb-Fe-Co 合金镀层中铀的质量分数。结果表 明:在最优工艺条件下，所制得的 Tb-Fe-Co 合金镀 层中铺的质量分数可达 50 %。
