AZ31鎂合金表面磁控測射SiN薄膜及其性能研究.pdf

1、鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度小，比強(qiáng)度、比剛度高，減震性好，電磁屏蔽能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天以及電子產(chǎn)品等許多領(lǐng)域。但是鎂合金的耐腐蝕性差，阻礙了鎂合金的廣泛應(yīng)用。目前主要采用的表面處理方法有：化學(xué)轉(zhuǎn)化、陽極氧化、化學(xué)鍍等。磁控濺射技術(shù)具有沉積速率高、工藝簡單、薄膜質(zhì)量好、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)成為薄膜工業(yè)化應(yīng)用的主要方法。
　　 本實(shí)驗(yàn)采用磁控濺射法在AZ31鎂合金表面制備了SiNx薄膜。用掃描電

2、鏡、X射線衍射、X射線光電子能譜研究薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌和化學(xué)成分。研究了工藝參數(shù)對SiNx薄膜耐腐蝕性的影響。為了改善SiNx薄膜與鎂合金基體的附著力，在SiNx薄膜與鎂合金基體之間分別沉積了Al、Zr、Ti過渡層金屬膜。采用電化學(xué)測試和浸泡實(shí)驗(yàn)研究了復(fù)合膜的耐腐蝕性，采用劃格實(shí)驗(yàn)評價(jià)膜基附著力。
　　 研究表明：制備的SiNx薄膜為非晶態(tài)的富N膜，表面光滑致密無明顯的孔缺陷。工藝參數(shù)主要影響薄膜質(zhì)量和薄膜厚度。內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致

3、SiNx薄膜開裂和膜基附著力較差，失去對鎂合金保護(hù)作用。金屬膜表面存在小孔缺陷，孔徑大小為10～20μm，其中Zr膜最致密，Al膜表面的小孔數(shù)量最多。浸泡試驗(yàn)和電化學(xué)測試表明金屬膜能夠提高鎂合金的耐腐蝕性。
　　 劃格試驗(yàn)表明，Zr-SiNx復(fù)合膜、Ti-SiNx復(fù)合膜與鎂合金基體的附著力達(dá)到1級，Al-SiNx復(fù)合膜與鎂合金基體的附著力為2級。電化學(xué)測試表明鍍Zr-SiNx復(fù)合膜的試樣比鎂合金基體腐蝕電流密度降低三個數(shù)量級，在