基于正交试验的磁控溅射铝涂层对孪晶诱发塑性钢耐蚀性的影响

作者：张开策; 时晓光; 周艳文^*; 粟志伟; 徐帅; 王鼎

来源：表面技术, 2023, 52(04): 223-232.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.04.019

• 正交试验
• 磁控溅射
• 铝涂层
• 孪晶诱发塑性钢
• 耐蚀性
• 腐蚀机制

目的 利用磁控溅射技术在孪晶诱发塑性钢板表面沉积铝涂层，借助L9(33)正交试验设计表研究热丝电流、靶电流和基体偏压3个工艺参数对铝涂层相结构、微观形貌以及耐蚀性能的影响。方法 利用XRD和SEM研究铝涂层的微观结构。利用电化学工作站和盐雾试验箱测试并分析铝涂层的耐蚀性能。通过极差分析得到热丝电流、靶电流和基体偏压所对应的极差值(R值)。结果 引入热丝后，基体偏流密度从0.02 mA/cm2提升至0.72 mA/cm2，提高了1个数量级；靶电流与基体偏压的影响不明显。涂层厚度随靶电流的增加而增大，靶电流由3 A增至9 A的过程中，涂层厚度由0.67μm增加至3.16μm。择优取向在热丝电流与基体偏压的共同作用下由(200)向(111)转变，这反映了晶体内部应力增大。铝涂层均为典型的再结晶形貌。在热丝电流从0 A增大到20 A的过程中，自腐蚀电位由-969 V增大至-656 V，靶电流和基体偏压的影响较小。自腐蚀电流密度随靶电流的增加而增大，当靶电流从3A增至9A时，其数值由1.15×10-7 A/cm2增大为3.04×10-7 A/cm2；自腐蚀电流密度随热丝电流和靶电流呈现先增后减的趋势。腐蚀面积与热丝电流成正相关，热丝电流越大，腐蚀面积越大(5.03%～12.21%)；腐蚀面积与靶电流成负相关，靶电流越大，腐蚀面积越小(10.62%～6.51%)。结论 热丝电流主要影响涂层的致密度，热丝电流越大，涂层越致密，自腐蚀电位越高。靶电流主要影响涂层厚度，涂层越厚越耐蚀，同时也变得疏松，点蚀增多。基体偏压对于铝涂层的耐蚀性影响不大。

• 单位
  辽宁科技大学