20191视频手机成人网站表面弧光离子镀TiN和CrN薄膜的耐蚀性
来源:91视频下载污版APP钢业 日期:2018-04-15 01:06:17 人气:1615
利用弧光离子镀设备,对20191视频手机成人网站表面进行离子沉积TiN薄膜和CrN薄膜。分别在3.5%NaCl溶液、1mol·L-1NaOH溶液和1mol·L-1H2SO4溶液中进行电化学腐蚀性能测试。结果表明,通过弧光离子镀技术在20191视频手机成人网站表面分别形成了厚度为1.2μm的致密TiN薄膜和3μm的致密CrN薄膜;20191视频手机成人网站、TiN薄膜和CrN薄膜在3.5%的NaCl溶液中耐蚀性相当;在1mol·L-1的NaOH溶液中,TiN薄膜的耐蚀性约是20191视频手机成人网站的2倍,CrN薄膜的耐蚀性是20191视频手机成人网站的24倍,TiN薄膜的12倍;在1mol·L-1的H2SO4溶液中,TiN薄膜和CrN薄膜的耐蚀性相比20191视频手机成人网站分别提高20倍和26倍。
TiN薄膜和CrN薄膜不仅具有漂亮的外观,较高的硬度,还同时具有较好的抗腐蚀性能[1-3]。本工作采用弧光离子镀设备,在201奥氏体91视频手机成人网站表面沉积TiN和CrN薄膜,通过X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪以及硬度计分析检测TiN薄膜和CrN薄膜物相结构、截面形貌、表面成分和硬度,并进行电化学腐蚀性能对比测试,分析了其腐蚀机理。
1试验
试验材料是20191视频手机成人网站面板,主要化学成分(质量分数/%)为:C≤0.15,Si≤0.75,Mn
5.5~7.50,Cr
16.0~18.0,N≤0.25,Ni
3.50~5.50,P≤0.06,S≤0.03,余量为铁;表面粗糙度Ra<0.5μm。
1.1试验步骤
将91视频手机成人网站切成10mm×10mm的试样,用丙酮清洗后置于TSU-650磁控溅射及离子镀沉积设备中。本底真空度至2×10-3Pa,通入氩气至5Pa,用-800V的氩离子清洗20191视频手机成人网站30min。靶材为纯钛(99.9%)和纯铬(99.8%),基体温度都为200℃。镀膜前,先沉积一层纯钛或纯铬金属膜作为过渡层,增加膜基结合力,然后分别沉积TiN和CrN薄膜。预镀和沉积所用的电弧电流、电弧电压、沉积偏压是一致的。
1.2检测方法
采用Bruker-axs-D8型X射线衍射仪(XRD)进行表面物相分析;采用HV-1000型上海长方显微硬度计测试薄膜的显微硬度,载荷为25g,加载时间10s,检测5点取平均值。采用Jeol/JSM-5610LV型扫描电镜(SEM)观察横截面形貌,放大1
000倍测量薄膜厚度;用其附带的能谱分析仪(EDS)分析表面的化学成分;用恒电位法和PS-268A型电化学测量仪进行电化学腐蚀试验,试样工作面积为1cm2,以饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂电极作为辅助电极,试样为研究电极。文中电位若无特指,均相对于SCE。参比电极和研究电极之间用盐桥连接,鲁金毛细管距研究电极1~2mm,扫描速率为60mV·min-1,电位扫描范围是-1
500~1
500mV[4-6]。对未处理的20191视频手机成人网站试样,TiN试样和CrN试样在质量分数为3.5%试样NaCl溶液、摩尔浓度为1mol·L-1
NaOH溶液和1mol·L-1
H2SO4溶液中进行耐腐蚀性能试验,Tafle直线外推法测定自腐蚀电流密度。
2结果与讨论
2.1截面形貌和显微组织
图1(a)为TiN薄膜的SEM截面形貌。由图1可见,因为试样前期经过渗氮处理,渗氮层厚度约20μm,外表面是TiN薄膜,约为1.2μm,两强化层结合紧密,氮化层对TiN薄膜起到较好的支撑作用[7]。图1(b)是CrN薄膜的截面形貌,最外层薄膜同样均匀致密,因CrN薄膜比TiN薄膜具有更好的机械性能,所以比TiN薄膜略厚,约为3μm。
2.2表面成分和表面硬度
TiN薄膜表面化学成分(质量分数/%)为:Ti
76.81,N
23.19;钛与氮的原子比约为1∶1。经过复合处理后试样的硬度为1
360HV0.025。这是由于薄膜厚度仅有1.2μm,载荷压头前端的变形区扩展到氮化区,所测得的硬度实际是TiN薄膜层与氮化层的综合硬度。CrN薄膜表面化学成分(质量分数/%)为:Cr
86.55,N
12.78;铬与氮的原子比约为2∶1。表面硬度为1
868HV0.025。这可能是由于CrN薄膜比TiN薄膜厚,载荷压头并没有击穿薄膜层,基本可以表征薄膜硬度。
2.3物相结构
图2所示为两种薄膜的X射线衍射分析图谱。由图2(a)可见,强化层物相主要为TiN,钛和因前期经过离子氮化形成的Fe3N。其中TiN衍射峰在(111)处较强,有择优生长的趋势。由图2(b)可见,表面强化层的物相有CrN,Cr2N和铬,以CrN为主,择优取向为(200)和(110),含有部分的Cr2N(110),和少量因靶源放电时产生的纯铬相微小液滴。
2.4腐蚀性能检测
2.4.1在NaCl溶液中的腐蚀
图3为20191视频手机成人网站试样、TiN试样和CrN试样在质量浓度为3.5%NaCl溶液中测得的极化曲线。其电化学参数拟合结果见表2。可以看出,当20191视频手机成人网站试样的自腐蚀电位Ecorr=-342mV时进入阳极极化;而TiN试样的自腐蚀电位Ecorr=-464mV,低于20191视频手机成人网站试样;CrN试样的自腐蚀电位接近TiN试样,但是极化曲线和20191视频手机成人网站试样的极化曲线几乎相似,在电位Ecorr=78mV之前,CrN试样的电流密度都小于TiN试样。综合三者的自腐蚀电位Ecorr和自腐蚀电流密度Jcorr可知,CrN试样和TiN试样在NaCl溶液中的耐腐蚀性能并没有明显提高,且均未出现明显钝化现象。
2.4.2在NaOH溶液中的腐蚀图4为20191视频手机成人网站试样、TiN试样和CrN试样在1mol·L-1
NaOH溶液中测得的极化曲线。其电化学参数拟合结果见表3。由表3可见,20191视频手机成人网站试样在自腐蚀电位Ecorr=-754mV时进入阳极极化,并且在电位为122mV时有一个短暂的钝化过程;TiN试样的自腐蚀电位虽然低于20191视频手机成人网站试样,但是其致钝、维钝电流密度以及自腐蚀电流密度都要比20191视频手机成人网站试样小很多;CrN试样的自腐蚀电位Ecorr=-461mV,明显高于20191视频手机成人网站和TiN试样,虽然没有明显的致钝过程,但是维钝电流密度始终维持在一个较低的值Jp=0.028
2mA·cm-2。根据由自腐蚀电流密度Jcorr得出的相对腐蚀速率,20191视频手机成人网站的相对腐蚀速率略快于TiN试样,并且TiN试样的相对腐蚀速率是CrN试样的12倍。
2.4.3在H2SO4溶液中的腐蚀图5为20191视频手机成人网站试样、TiN试样和CrN试样在1mol·L-1
H2SO4溶液中测得的极化曲线。其电化学参数拟合结果见表4。可以看出,TiN试样的自腐蚀电位略高于20191视频手机成人网站试样,其致钝、维钝电流密度以及自腐蚀电流密度也明显小于20191视频手机成人网站试样。CrN试样自腐蚀电位Ecorr=-338mV,高于TiN试样,致钝、维钝电流密度略大于TiN试样,但是自腐蚀电流密小于TiN试样。根据由自腐蚀电流密度Jcorr得出的相对腐蚀速率,TiN试样的相对腐蚀速率和CrN试样相近,分别是20191视频手机成人网站试样的1/20和1/26。
3结论
(1)通过弧光离子镀技术在20191视频手机成人网站表面分别形成了厚度为1.2μm的致密TiN薄膜和厚度为3μm的致密CrN薄膜。
(2)20191视频手机成人网站、TiN薄膜和CrN薄膜,三者在3.5%的NaCl溶液中耐蚀性相当。
(3)在1mol·L-1的NaOH溶液中,TiN薄膜的耐蚀性约是20191视频手机成人网站的2倍,CrN薄膜的耐蚀性相比于20191视频手机成人网站提高了24倍,是TiN薄膜的12倍。
(4)在1mol·L-1的H2SO4溶液中,TiN薄膜和CrN薄膜的耐蚀性相比于20191视频手机成人网站分别提高20倍和26倍,CrN薄膜的耐蚀性是TiN薄膜的1.34倍。
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