Dépôts électrolytiques d'alliages à base de cobalt-fer élaborés en présence d'additifs organiques : application aux revêtements magnétiques de CoFeCr

Cobalt base alloys electroplated with organic additives : CoFeCr magnetic films application

• Auteur / Autrice : Fabrice Lallemand
• Direction : Jacques Pagetti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Besançon
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Franche-Comté. UFR des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alliages

Électrolytes

Corrosion

Résumé

Les matériaux magnétiques à forte aimantation à saturation possèdent de nombreuses applications dans le domaine de la micro-électronique. Afin de remplacer l'alliage Ni80Fe20, devenu obsolète, de nouveaux matériaux à base de cobalt-fer sont développés. Dans le but de modifier certaines propriétés des revêtements, il est souvent nécessaire d'ajouter dans l'électrolyte diverses substances organiques. L'additif, le plus couramment utilisé pour son rôle de brillanteur, est la molécule de saccharine. Le premier travail a donc été d'analyser l'influence de ce composé sur l'élaboration des revêtements. La composition, la morphologie, les propriétés mécaniques, magnétiques et électriques sont envisagées. A la suite de cette étude, d'autres additifs tels que le o-toluènesulfonamide et le phtalimide ont été testés sur l'élaboration de l'alliage binaire CoFe. La cinétique réactionnelle d'électrodéposition de l'alliage CoFe est analysée au moyen de techniques électrochimiques. Les résultats démontrent que certains additifs ralentissent les réactions de transfert de charges. La dégradation électrochimique des additifs organiques est aussi mise en évidence au cours de l'électrodéposition entraînant l'incorporation de soufre dans les revêtements. Par conséquent, une teneur minimale en additifs au sein de l'électrolyte est requise. Concernant l'alliage ternaire CoFeCr, matériau possédant des propriétés magnétiques supérieures à celles du Ni80Fe20, la molécule de o-toluènesulfonamide apparaît comme l'additif approprié pour son élaboration.

An increase in recording media coercivity leads to an increase in required saturation magnetization of the pole materials beyond those of conventionally used magnetic materials (Ni80Fe20) in the magnetic recording head. Electroplated cobalt base alloys have been selected for its characteristics, in particular a very strong saturation magnetization. To improve plating conditions, it is well-known that the introduction of small amounts of substances in the plating bath leads to marked changes in the nature of the metallic deposits. Common additives as saccharin are used as leveling and brightening agents. The manuscript investigates the effect of this compound on the electrochemical preparation of CoFe films. The composition, deposit morphology, mecanic, electric and magnetic properties are reported. To understand the influence of saccharin, others organic additives such as phthalimide and o-toluenesulfonamide have been tested during the CoFe electrodeposition. The kinetics of cobalt-iron cathodic process is analyzed by electrochemical techniques. The results show that some additives slow down the cathodic transfer reactions. The electrochemical degradation of the organic additives is also observed during the electrodeposition involving the sulphur incorporation in the coatings. Consequently, a minimal content of additives additionned in the electrolyte is necessary. Concerning the CoFeCr ternary alloy which the magnetic properties are higher than those of Ni80Fe20, the molecule of o-toluenesulfonamide appears as the suitable additive for its development.