磁控濺射涂層對(duì)鎂合金耐蝕性能的研究.pdf

1、鎂合金是新世紀(jì)以來(lái)越來(lái)越受到重視的新型結(jié)構(gòu)材料，它與其他結(jié)構(gòu)金屬材料相比具有較強(qiáng)的比強(qiáng)度、比剛度，以及減震性、電磁屏蔽和抗輻射能力，已在汽車(chē)、飛機(jī)以及電子產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用。但是鎂合金極易受到外界的腐蝕破壞作用，尤其是在我國(guó)沿海具有海洋氣候的一些地方能加速鎂合金的腐蝕破壞，這就導(dǎo)致了鎂合金應(yīng)用領(lǐng)域受到了嚴(yán)格的限制。拒不完全統(tǒng)計(jì)，每年因鎂合金的腐蝕所造成的損失約占我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的0.5％～1.2％。雖然目前研究鎂合金防腐方法種類有很多，

2、但是每種方法都有其不足之處。因此，研究一種既簡(jiǎn)單有效又環(huán)保的鎂合金防腐方法具有重要的實(shí)際意義。
　　 目前，鎂合金防腐方法常用的主要有冶金提純法、化學(xué)膜轉(zhuǎn)化法、化學(xué)鍍法、陽(yáng)極氧化法、氣相沉積法等。但是每一種防腐方法都有一定的使用局限性，這就導(dǎo)致了鎂合金防腐研究開(kāi)發(fā)相對(duì)比較滯后。其中，冶金提純法工藝較難控制，而且成本高;化學(xué)轉(zhuǎn)化膜法雖然能有效的對(duì)鎂合金進(jìn)行防腐作用，但是其產(chǎn)生的重金屬離子對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染;化學(xué)鍍法相對(duì)于化學(xué)膜轉(zhuǎn)化法

3、對(duì)環(huán)境污染小了許多，但是化學(xué)鍍涂層機(jī)械性能較差，容易造成磕碰損傷;而陽(yáng)極氧化法對(duì)形狀簡(jiǎn)單的制件能起到防腐作用，但是對(duì)于一些形狀復(fù)雜的制件就很難在其表面形成均勻涂層，不能對(duì)其進(jìn)行防腐;化學(xué)氣相沉積技術(shù)是一門(mén)新興發(fā)展的技術(shù)，它綜合了以上方法的一些不足，不管在簡(jiǎn)單還是復(fù)雜工件上都能形成各種化合物薄膜，大大增強(qiáng)工件表面防腐性能，而且對(duì)環(huán)境污染較小。
　　 本文通過(guò)磁控濺射方法在MB7型鎂合金表面濺射TiN薄膜和類陶瓷涂層TiNC，研究了

4、這兩種涂層對(duì)鎂合金表面的耐蝕性。經(jīng)正交試驗(yàn)分析得到，在靶功率5Kw、偏壓150V、占空比80％、真空度3.0×10-1的參數(shù)下，氮?dú)?8sccm，鍍膜時(shí)間60min，鍍膜溫度180℃條件下制得的TiN涂層，以及在鍍膜時(shí)間10min，氮?dú)?5sccm，甲烷15sccm條件下制得的類陶瓷TiNC復(fù)合涂層，通過(guò)鹽霧腐蝕測(cè)試4h，發(fā)現(xiàn)這兩種涂層對(duì)鎂合金具有很好的防腐性能，并且耐蝕評(píng)級(jí)能達(dá)到9級(jí)。利用干涉顯微鏡測(cè)得這兩種涂層的涂層厚度比其他參數(shù)下

5、的涂層要高。其中TiN涂層厚度與鍍膜時(shí)間基本呈正比變化，而溫度對(duì)其涂層厚度影響比較小。而對(duì)于TiNC涂層來(lái)說(shuō)，涂層厚度是同時(shí)受到甲烷流量和氮?dú)饬髁康挠绊?。不管是甲烷相?duì)于氮?dú)膺^(guò)量，還是但其相對(duì)于甲烷過(guò)量，涂層厚度都會(huì)下降，進(jìn)而影響了涂層對(duì)鎂合金防腐的作用。
　　 為了具體研究TiN和TiNC涂層對(duì)基體的耐蝕性，本文對(duì)其進(jìn)行化學(xué)極化比較測(cè)試。通過(guò)將其和鎂合金基體放入5％NaCl水溶液進(jìn)行電解腐蝕對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TiN和TiNC涂層腐