磁控溅射镀膜提高az91镁合金耐磨和耐腐蚀性能研究

《磁控溅射镀膜提高az91镁合金耐磨和耐腐蚀性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、申请上海交通大学硕士论文磁控溅射镀膜提高AZ91镁合金耐磨和耐腐蚀性能研究硕士研究生EvaHUCHEDE学号1130509133导师李铸国申请学位工学硕士学科材料所在单位料科学与工程答辩日期2015年1月7日授予学位单位上海交通大学1AthesissubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterofScienceIMPROVEMAGNESIUMALLOYAZ91TECHNICALCHARACTERISTICSBYUSINGMAGNETRONSPUTTERINGCOATINGPROCESS

2、CandidateEvaHUCHEDEStudentID1130509133SupervisorProfessorLiZhuGuoAcademicdegreeappliedforMasterofengineeringSpecialtyMaterialsdepartmentAffiliationSchoolofMaterialsscienceandEngineeringthDateofdefense7ofJanuary2015Degree-Conferring-InstitutionShanghaiJiaoTongUniversity3磁控溅射镀膜提高A

3、Z91镁合金耐磨和耐腐蚀性能研究摘要在过去的几年中，镁及镁合金由于其显著的性能受到越来越多的关注。镁，作为最轻的结构金属之一，密度为1.74g/cm3，并且无磁性及具有良好的导热和导电性。同时，镁还具有优良的铸造性能和加工性能，成本低且易回收利用。然而，它也存在着一些不足之处，在使用过程中易遭受腐蚀与磨损，这大大限制了镁及其合金的在许多领域的应用。因此，为了克服这些缺点，许多学者正在研究镁合金表面改性技术。在这个过程中，他们需要克服的一大难题就是镀层与基体的结合力。目前，PVD技术受到了更多的重视。这项技术无污染且不会产生废料，这是许多研究集中于这项技

4、术尤其是磁控溅射的原因。基于之前的研究，本文主要研究Al/AlN/TiN膜层的性能。主要分为3步来开展：1.研究单层Al膜：设置了6组不同的偏压20V、40V、60V、90V、120V及150V来研究偏压对镀层性能的影响。2.研究Al/AlN膜层：设置了4组不同的N2流量10sccm、15sccm、35sccm及40sccm研究N2对镀层性能的影响。3.研究Al/AlN/TiN膜层：设置了3组不同的过渡时间0s、900s(15分钟)及1800s(30分钟)研究过渡时间对镀层性能的影响。为了分析膜层，采用了SEM、EDS以及结合力测试。得到的结论如下：N

5、2流量为35sccm过渡时间为1800s时制备的膜层硬度最高。当基体偏压为60V到90V、N2流量为35sccm到40sccm且无过渡时间时得到的膜层与基体的结合强度最高。此外，为了评价薄膜层的性能，测试了镀膜样品的耐磨损性能、显微硬度以及耐腐蚀性能。得到的结论如下：N2流量为40sccm过渡时间为1800s时制备的膜层耐磨损性能最佳；N2流量为35sccm时硬度较高；基体偏压为60V、N2流量为35sccm且无过渡时间时制备的膜层具有最佳的耐腐蚀性能。最佳的参数配置为：基体偏压=60V，N2流量为=35sccm，无过渡时间。由于结合力是最主要的问题，

6、因此为了获得较佳的膜基结合力，将过渡时间选为0。因此，沉积Al/AlN时，基体偏压设置为60V；当沉积Al/AlN/TiN时，基体偏压设置为60V，N2流量为35sccm。关键词:AZ91镁合金，磁控溅射，Al/AlN/TiN膜层，结合力，SEM/EDS，耐磨损性能，耐腐蚀性能，显微硬度9ImprovemagnesiumalloyAZ91technicalcharacteristicsbyusingmagnetronsputteringcoatingprocessABSTRACTMagnesiumanditsalloysreceivedincreasi

7、ngattentionoverthepastyearsfortheypossessremarkabletechnicalcharacteristics.Withadensityof1.74g/cm3magnesiumisoneofthelightestconstructionmetal,itisalsonon-magneticandhasahighthermalandelectricalconductivity.Besides,regardingthematerialsshaping,magnesiumpresentsanexcellentcastab

8、ilityandworkability,alowpriceanditiseasilyrecyc