空心阴极离子镀TiAlN复合薄膜结构及抗氧化性能的研究  

STRUCTURE AND OXIDATION BEHAVIOR OF TiAlN COATINGS PREPARED BY HOLLOW CATHODE ION PLATING METHOD

作　　者：李明升 陈柯伟 王福会[1] 徐家寅 

机构地区：[1]金属腐蚀材料国家重点实验室中国科学院金属腐蚀与防护研究所,沈阳110016

出　　处：《腐蚀科学与防护技术》2001年第z1期411-414,486,共5页Corrosion Science and Protection Technology

基　　金：国家自然科学基金资助项目 (5 99710 5 2 )

摘　　要：利用IPB30 / 30T型空心阴极离子镀膜机并改变蒸发源料中Ti、Al的比例 ,在不锈钢表面沉积了不同Al含量的TiAlN薄膜 ;电子探针分析结果表明涂层为内层富铝 ,外层富TiN的梯度涂层 ;X -ray衍射分析表明 ,薄膜相结构主要为δ -TiN的B1NaCl结构 ,薄膜的择优取向随着镀料中Al含量的增加由 (111)向 (2 2 0 )转变 .与TiN相似 ,TiAlN薄膜为柱状晶结构 ,但Al的引入使薄膜中使针孔数量和直径减小 ,致密性改善 .6 0 0℃～ 80 0℃下静态空气中恒温氧化实验表明 ,TiN和TiAlN薄膜氧化时都在表面形成金红石结构的TiO2 ,但添加Al的薄膜具有比TiN薄膜更好的抗氧化性 .扫描电镜观察表明 ,添加Al的薄膜表面的氧化膜平整致密 ,无孔洞 ;而TiN薄膜在氧化过程中形成数量众多的孔洞 .6 0 0℃时在NaCl和水蒸气的综合作用下 ,不锈钢基体材料腐蚀严重 ,TiN涂层对不锈钢基体有一定的保护作用 ,但其表面腐蚀产物部分脱落 ,出现大量的腐蚀空洞 ,而TiAlN涂层表面腐蚀产物均匀致密 ,无明显空洞 .TiN and TiAlN films with different Al content were seperatly deposited on 1Cr11Ni2W2MoV stainless steel by HIP method by adjusting the ratio of Ti to Al of the coating material.X ray diffraction(XRD), Scanning electron microscopy(SEM), and electron probe microanalysis(EPMA) were used to analyze the films structure and corrosion products. Results indicated that the corrosion performance of TiAlN films were more exerllent than that of TiN films both in air and under the synergistic effect of NaCl and water vapor, which may ascribe to the improvement of the film structure induced by the incorporation of Al element into the coatings.

关 键 词：空心阴极离子镀 TIN薄膜 TIALN薄膜 针孔 空洞 抗氧化性 

分 类 号：TG172.82[金属学及工艺—金属表面处理] TG174.444[金属学及工艺—金属学]