磁控溅射制备的Cr/CrN和Cr/CrN/CrAlN涂层耐腐蚀性能对比研究

作者：宋肖肖; 欧阳俊杰; 赵婕宇; 胡登科; 陈亚军

来源：表面技术, 2020, 49(02): 272-280.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.02.034

• 磁控溅射镀膜
• Cr/CrN
• Cr/CrN/CrAlN
• 电化学实验
• 耐腐蚀性能

目的比较Cr/Cr N/Cr Al N涂层和Cr/CrN交替涂层的耐腐蚀性能。方法利用电化学极化曲线、阻抗谱和中性盐雾试验进行测量,结合扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征微观形貌,分析两种涂层耐腐蚀性能的差异。同时,为研究涂层在服役中的损伤工况,分析了预制划痕对Cr/Cr N/Cr Al N涂层耐腐蚀性能的影响。结果Cr/Cr N/Cr Al N涂层的自腐蚀电流密度较Cr/Cr N交替涂层和TC4基体低2个数量级,腐蚀速率较小。无损伤的Cr/CrN/CrAlN涂层的极化电阻Rp为868.7 kΩ·cm2,预制1条损伤划痕涂层的极化电阻为792.0 kΩ·cm2,而带有5条损伤划痕涂层的极化电阻Rp仅为77.2 kΩ·cm2,减小至原始涂层的8%。Cr/Cr N/Cr Al N涂层经288 h连续盐雾腐蚀后增重仅为0.1 mg/cm2,远小于CrN涂层和TC4基体,且增重速率趋于平缓。Cr N涂层在连续盐雾腐蚀24 h后,腐蚀增重速率明显增加。结论由于Cr/CrN/CrAlN涂层结构增加了微裂纹和位错运动的界面阻塞,避免孔隙的连通,阻碍了腐蚀介质进入基体,因此涂层的耐腐蚀性能提高。对于表面预制划痕的Cr/CrN/CrAlN涂层,首先发生涂层的局部腐蚀,通过阴极极化加速后,腐蚀凹坑延伸到涂层/基体界面,加剧涂层的局部剥离。

• 单位
  中国民航大学; 航天精工股份有限公司