磁控濺射涂層對鎂合金耐蝕性能的研究.pdf

1、鎂合金是新世紀(jì)以來越來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、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，每年因鎂合金的腐蝕所造成的損失約占我國國民生產(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，研究一種既簡單有效又環(huán)保的鎂合金防腐方法具有重要的實際意義。
　　 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發(fā)相對比較滯后。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鎂合金進(jìn)行防腐作用，但是其產(chǎn)生的重金屬離子對環(huán)境會造成污染;化學(xué)鍍法相對于化學(xué)膜轉(zhuǎn)化法

3、對環(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;而陽極氧化法對形狀簡單的制件能起到防腐作用，但是對于一些形狀復(fù)雜的制件就很難在其表面形成均勻涂層，不能對其進(jìn)行防腐;化學(xué)氣相沉積技術(shù)是一門新興發(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，而且對環(huán)境污染較小。
　　 本文通過磁控濺射方法在MB7型鎂合金表面濺射TiN薄膜和類陶瓷涂層TiNC，研究了

4、這兩種涂層對鎂合金表面的耐蝕性。經(jīng)正交試驗分析得到，在靶功率5Kw、偏壓150V、占空比80％、真空度3.0×10-1的參數(shù)下，氮氣18sccm，鍍膜時間60min，鍍膜溫度180℃條件下制得的TiN涂層，以及在鍍膜時間10min，氮氣15sccm，甲烷15sccm條件下制得的類陶瓷TiNC復(fù)合涂層，通過鹽霧腐蝕測試4h，發(fā)現(xiàn)這兩種涂層對鎂合金具有很好的防腐性能，并且耐蝕評級能達(dá)到9級。利用干涉顯微鏡測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涂層厚度與鍍膜時間基本呈正比變化，而溫度對其涂層厚度影響比較小。而對于TiNC涂層來說，涂層厚度是同時受到甲烷流量和氮氣流量的影響。不管是甲烷相對于氮氣過量，還是但其相對于甲烷過量，涂層厚度都會下降，進(jìn)而影響了涂層對鎂合金防腐的作用。
　　 為了具體研究TiN和TiNC涂層對基體的耐蝕性，本文對其進(jìn)行化學(xué)極化比較測試。通過將其和鎂合金基體放入5％NaCl水溶液進(jìn)行電解腐蝕對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TiN和TiNC涂層腐