阴极涂层为TiN的镁合金在NaCl和Na2SO4溶液中电弧沉积的腐蚀行为

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1、阴极电弧沉积TiN的镁合金在NaCl和Na2SO4溶液中的腐蚀行为摘要镁基轻金属合金属于一类的结构材料随着工业的重视。在工程金属材料中，镁合金成本低，密度最低的使用性广泛。然而，机械强度方面的局限和耐腐蚀性能低，限制了他们的实际应用。在这项研究中，TiN包覆镁基AZ91镁-铝-锌用阴极弧PVD工艺制作的合金。未涂层和涂层镁合金在1％氯化钠腐蚀行为，3％NaCl和3％Na2SO4溶液和涂层对基体腐蚀行为的影响进行了研究，利用极化测试。这项研究中使用了电化学腐蚀试验，阴极电弧物理气相沉积涂层的涂层工

2、艺系统电位，元素分析和扫描电子显微镜为表面涂层的审查。经测定，镁合金耐腐蚀性能随着使用TiN阴极弧PVD工艺合金涂层厚度增加而提高。关键词：镁合金;腐蚀;阴极电弧沉积，物理气相沉积目录1.简介2.实验细节3.结果与讨论4.结论致谢参考文献1.简介 为减轻重量，特别是在便携式微电子、通讯、航空航天和汽车行业，需要有更刺激的工程师在选择他们的创作材料。镁及镁合金的密度是钢的四分之一，只有铝的三分之二，而且重量比远远超过任何力量，极好地满足了作为一个'超轻型'合金，[1]的作用。镁是金属的结构，这使得

3、它是以减少车辆运输应用[2]中最轻的重量的受青睐的材料之一，从而减少废气排放。虽然镁合金在所有的结构金属中具有最高的比强度，但是它有几个缺点，它的腐蚀性能低于平均水平的防腐性能，限制无保护镁合金的应用[3][4]。其耐腐蚀性差阻碍了它被广泛使用在许多领域[5]。 最有效的途径之一是防止涂层的基础材料腐蚀。表面涂层改性已成为改善一个重要的步骤，诸如磨损，腐蚀和氧化的表面性质。各种常规技术都用于在基板上沉积，达到表面改性[6]所需的材料。涂料可以保护/或通过抑制金属及其环境之间存在化学腐蚀来屏障他们

4、[7]基板。 这对表面处理更加广泛的应用到镁合金腐蚀的保护是非常重要的。修改有关的表面进行了许多研究镁合金及其防腐蚀，在最近几年提出保护能力。由于工艺和环境全面清洁，分为物理气相沉积（PVD）涂层的研究已成为重要的任务，发展多种先进的表面改性材料的工业生产[8]。有一些研究[9~18]关于文学的影响对镁合金腐蚀行为的PVD涂层，但研究已增加越来越多。在几乎所有的研究，溅射工艺已被用作PVD技术。相反，磁控溅射，阴极电弧沉积过程是最近开发的PVD技术，具有快捷方便包衣率和PVD涂层中也起着重要作用

5、的方法[19]。此外，阴极为硬质涂层沉积过程是众所周知的弧其血浆中的高电离效率，并允许致密涂层沉积[20]。到目前为止，还没有得到满足相关的阴极弧PVD涂层对镁合金耐蚀性的影响作出研究。此外，几乎所有在上述相关的PVD涂层对镁合金腐蚀行为的影响已经在文献中，包括氯，如氯化钠离子溶液的腐蚀行为研究的重点。然而，镁合金在含有SO4-2离子溶液中的腐蚀行为的吸引力也是一个严重的地区[21]。但是，它也没有得到满足任何关于效应SO4-2离子对PVD涂层镁合金腐蚀行为的研究。因此，本研究的目的是利用阴极电

6、弧沉积氮化钛沉积过程镁合金涂层，然后以评估对NaCl和Na2SO4溶液中的腐蚀行为合金涂层的影响。 2.实验细节在这项研究中，AZ91镁合金是最常用的作为基体材料镁合金之一。该合金的化学成分如下表1。涂层前，用400#，800#和1200#的碳化硅糁砂纸对样品的表面进行抛光。然后，把它们在蒸馏水和丙酮中冲洗，在温暖的空气干燥。TiN涂层的阴极电弧PVD技术根据表2中列出的参数。表1. AZ91镁合金的（重量％）化学成分AlZnCuNiMnSi8.460.830.070.010.090.08表2.

7、阴极电弧物理气相沉积TiN涂层的参数BiasvoltageN2 pressureCathodecurrentCoatingtime− 200 V4 mtorr70 A30 min电化学进行了评价，在室温采用标准三电极配置的温度，用银/氯化银电极为参比电极，为一对电极，并作为工作电极标本铂板。实验是用电脑控制的电位。动电位极化测试，此方案在500毫升1％氯化钠，3％氯化钠和3％硫酸钠的溶液中以1毫伏/秒的速度动电位不断进行扫描，样本被允许获得一个稳定的稳定的开路电位（OCP）。利用扫描电子显微镜（

8、SEM）检查和表面涂层的元素来分析。3.结果与讨论在图 1a中，给出了AZ91镁合金小结构的SEM图像TiN涂层缺陷。正如图所示，在缺陷宽度可达约25-30微米。此外，在图1b中涂层中也形成了微裂纹。这些缺陷在腐蚀环境与基体之间可以形成直接的路径，而且电偶腐蚀的风险也存在。硬质材料涂层比镁合金基体性能好，但涂层中的小的结构性缺陷，如：针孔，气孔或裂缝，降低了复合材料[17]耐腐蚀性。这些缺陷可能产生于各种涂层工艺或基体。尽管他们有出色的机械和摩擦学性能，它们的耐蚀性一直是受结构性缺陷的存在的制约