磁控濺射制備氮化鈦及其復(fù)合薄膜材料的耐腐蝕性研究.pdf

1、本文闡述了用反應(yīng)磁控濺射方法制備氮化鈦及其復(fù)合薄膜(鍍層)的發(fā)展歷史；綜述了氮化鈦薄膜的結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用；分析了(Ti，A1)N復(fù)合薄膜相對(duì)于氮化鈦薄膜的優(yōu)勢(shì)，并指出了其發(fā)展方向；總結(jié)了目前氮化鈦及其復(fù)合薄膜的主要制備方法和主要的表征手段。在此基礎(chǔ)上選用直流反應(yīng)磁控濺射的方法在不銹鋼和鐵基體上成功地沉積了氮化鈦及其復(fù)合薄膜。通過摸索實(shí)驗(yàn)參數(shù)，得到了不同組織結(jié)構(gòu)和性能的薄膜。對(duì)所制備的薄膜開展了電化學(xué)試驗(yàn)，分析了制備條件對(duì)薄膜耐蝕性的影響

2、，研究了復(fù)合薄膜對(duì)氮化鈦防腐性能的改善作用，理論分析了復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)，探討了其提高氮化鈦防腐性能的微觀機(jī)理。 本文首先考察了磁控濺射的鍍膜原理，闡述了不同制備條件下氮化鈦薄膜的不同性能；正交實(shí)驗(yàn)給出了制備條件對(duì)膜宏觀性質(zhì)的影響以及制備最佳宏觀評(píng)價(jià)值的膜的條件；應(yīng)用電化學(xué)原理，在3.5％的NaCl和1mol/L的H2SO4溶液中對(duì)薄膜進(jìn)行了電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(1)氮化鈦極大地改善了基體的防腐性能，尤其極大地提高了基體

3、在1mol/L的HzSO4溶液中的耐蝕性；(2)氮流量、濺射功率、基體溫度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)改善薄膜的自腐蝕電位、電流密度、腐蝕速率、失重比、極化電阻、塔法爾斜率等電化學(xué)參數(shù)有很大影響：通過分析原因，給出了反應(yīng)磁控濺射制備防腐薄膜的最佳條件參數(shù)。 深入探討了(Ti，A1)N復(fù)合薄膜優(yōu)良的耐蝕性，認(rèn)為其耐蝕性是由于A1的摻雜而改變了氮化鈦的結(jié)構(gòu)，使其柱狀晶的晶格常數(shù)變小，點(diǎn)腐蝕現(xiàn)狀得以改善。 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明：(1)氮化鈦及