磁控溅射涂层对镁合金耐蚀性能的研究

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1、分类号：密级：TG174．444单位代码：!QQ墨鱼学号：2Q!Q23§磁控溅射涂层对镁合金耐蚀性能的研究StudyonMagnetronSputteringFilmLayerontheCorrosionPerformanceofMagnesiumAlloy学位申请人：程越指导教师：孙维连教授学科专业：机械制造及其自动化学位类别：工学硕士授予单位：河北农业大学答辩日期：二零一三年五月二十六日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致

2、谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑皇堡盔些盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我_同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位做作者签名．农起签字日期．川弓年j月巧日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑皇垦盛些盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权塑堑盛些基堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描

3、等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：钽题签字日期：]oB年j月16El学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字日期：j口J弓年j月、6El电话：邮编：心狎莎摘要镁合金是新世纪以来越来越受到重视的新型结构材料，它与其他结构金属材料相比具有较强的比强度、比刚度，以及减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力，己在汽车、飞机以及电子产品上得到广泛应用。但是镁合金极易受到外界的腐蚀破坏作用，尤其是在我国沿海具有海洋气候的一些地方能加速镁合金的腐蚀破坏，这就导致了

4、镁合金应用领域受到了严格的限制。拒不完全统计，每年因镁合金的腐蚀所造成的损失约占我国国民生产总值的0．5％'---'1．2％。虽然目前研究镁合金防腐方法种类有很多，但是每种方法都有其不足之处。因此，研究一种既简单有效又环保的镁合金防腐方法具有重要的实际意义。目前，镁合金防腐方法常用的主要有冶金提纯法、化学膜转化法、化学镀法、阳极氧化法、气相沉积法等。但是每一种防腐方法都有一定的使用局限性，这就导致了镁合金防腐研究开发相对比较滞后。其中，冶金提纯法工艺较难控制，而且成本高；化学转化膜法虽然能有效的对镁合金进行

5、防腐作用，但是其产生的重金属离子对环境会造成污染；化学镀法相对于化学膜转化法对环境污染小了许多，但是化学镀涂层机械性能较差，容易造成磕碰损伤：而阳极氧化法对形状简单的制件能起到防腐作用，但是对于一些形状复杂的制件就很难在其表面形成均匀涂层，不能对其进行防腐；化学气相沉积技术是-I"1新兴发展的技术，它综合了以上方法的一些不足，不管在简单还是复杂工件上都能形成各种化合物薄膜，大大增强工件表面防腐性能，而且对环境污染较小。本文通过磁控溅射方法在MB7型镁合金表面溅射TiN薄膜和类陶瓷涂层TiNC，研究了这两种涂

6、层对镁合金表面的耐蚀性。经正交试验分析得到，在靶功率5Kw、偏压150V、占空比80％、真空度3．0×10‘1的参数下，氮气18sccm，镀膜时间60min，镀膜温度180。C条件下制得的TiN涂层，以及在镀膜时间10min，氮气15seem，甲烷15sccm条件下制得的类陶瓷TiNC复合涂层，通过盐雾腐蚀测试4h，发现这两种涂层对镁合金具有很好的防腐性能，并且耐蚀评级能达到9级。利用干涉显微镜测得这两种涂层的涂层厚度比其他参数下的涂层要高。其中TiN涂层厚度与镀膜时间基本呈正比变化，而温度对其涂层厚度影响

7、比较小。而对于TiNC涂层来说，涂层厚度是同时受到甲烷流量和氮气流量的影响。不管是甲烷相对于氮气过量，还是但其相对于甲烷过量，涂层厚度都会下降，进而影响了涂层对镁合金防腐的作用。：为了具体研究TiN和TiNC涂层对基体的耐蚀性，本文对其进行化学极化比较测试。通过将其和镁合金基体放入5％NaCl水溶液进行电解腐蚀对比，结果发现TiN和TiNC涂层腐蚀电位明显低于镁合金基体，而腐蚀速率TiN比镁合金基体提高了约2．2倍，TiNC比基体提高了4．4倍。关键词：镁合金；磁控溅射：盐雾腐蚀；极化曲线；正交分析Stud

8、yonMagnetronSputteringFilmLayerontheCorrosionPerformanceofMagnesiumAHoyAuthor：ChengYueMajor：MechanicalDesignandAutomation～Supervisor：．SunWeilianAbstractMagnesiumalloyasanewkindofstructuralmaterialswasmoreandm