磁控溅射镀膜提高AZ91镁合金耐磨和耐腐蚀性能研究

发布时间：2017-11-22 23:03

  本文关键词：磁控溅射镀膜提高AZ91镁合金耐磨和耐腐蚀性能研究

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【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1.74 g/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/Al N/Ti N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/Al N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/Al N/Ti N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:N2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,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/Al N时,基体偏压设置为60V;当沉积Al/Al N/Ti N时,基体偏压设置为60V,N2流量为35sccm。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG178

【共引文献】

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本文编号：1216330