磁控濺射FeCrCoNiMn高熵合金薄膜及其耐腐蝕性能研究.pdf

1、高熵合金作為有前景的新型合金，近年來受到越來越多的關(guān)注，有關(guān)高熵合金塊體的性能研究比較多，同時(shí)它的優(yōu)異性能為高熵合金作為涂層或薄膜材料奠定了基礎(chǔ)，但有關(guān)高熵合金薄膜的制備和性能研究卻不多，因此本文選擇FeCrCoNiMn高熵合金為靶材，用射頻磁控濺射的方法制備高熵合金薄膜，研究它的制備工藝及其腐蝕性能。
　　本文采用射頻磁控濺射方法在304不銹鋼基底和硅Si(100)基底上沉積制備了FeCrCoNiMn高熵合金薄膜，首先使用EPM

2、A和EDS分別表征了靶材和薄膜的化學(xué)成分，得出靶材和高熵合金薄膜的成分里Fe、Cr、Co、Ni、Mn這五種元素都是近等摩爾比的。接著研究不同的制備工藝參數(shù)對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)﹑厚度﹑表面形貌的影響規(guī)律，并分析形成這些規(guī)律的可能性原因。通過XRD和SEM分析表明：在一定的濺射功率內(nèi)，隨著濺射功率的增大，薄膜的結(jié)構(gòu)變化不明顯，都為非晶結(jié)構(gòu)，薄膜的厚度增加，薄膜的表面變得粗糙，致密性降低，但當(dāng)濺射功率增加到一定值時(shí)，由于功率過大產(chǎn)生的反濺射現(xiàn)象使薄膜的

3、厚度反而減小，薄膜的結(jié)構(gòu)為晶體結(jié)構(gòu)，且薄膜顆粒越來越大，變得粗糙。隨著濺射襯底溫度的升高，薄膜的厚度增加，薄膜的顆粒越來越大，柱狀組織越來越明顯，在低的襯底溫度下薄膜更致密。隨著濺射時(shí)間的延長(zhǎng)，薄膜的厚度增加，由于較小功率下濺射出的粒子能量小，沒有足夠的能量進(jìn)行遷移和擴(kuò)散，在短的濺射時(shí)間內(nèi)，使后面被濺射出來的粒子覆蓋到原來還沒有來的及進(jìn)行擴(kuò)散和遷移的粒子上，薄膜變得越來越致密。
　　對(duì)在功率為120 w、濺射時(shí)間為2小時(shí)，在不同的

4、溫度下制備的FeCrCoNiMn高熵合金薄膜分別在1 mol/L H2SO4溶液﹑1 mol/L NaOH溶液﹑3.5％NaCl溶液中做動(dòng)電位極化曲線，研究不同溫度下制備的薄膜的耐腐蝕性能。研究表明高熵合金薄膜在1 mol/L H2SO4溶液中的耐腐蝕性明顯優(yōu)于304不銹鋼，襯底溫度越低，薄膜的耐腐蝕性能越好，腐蝕類型為均勻腐蝕。在1 mol/L NaOH溶液中，也是FeCrCoNiMn高熵合金薄膜的耐腐蝕性優(yōu)于304不銹鋼，不同基底溫