《采用磁控溅射法在钢材表面镀钛膜研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采用磁控溅射法在钢材表面镀钛膜研究（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、C l a s s i f i e dI n U D C ： T h er e s e a r c ho ft i t a n i u mf i l md e p o s i t e do n S t e e ls u r f a c eb ym a g n e t r o n s p u t t e r i n g C a n d i d a t e ：Y a n gJ i a n g M a j o r ：M a t e r i a lS c i e n c e S t u d e n tI D ：212 0 0 9 0 8 0 5 0 2 0 0 4 S u p e r v i s o
2、r ：P r o f Z o uM i n A p r i l ，2 0 1 2 西华 作者郑重声明：所呈 工作所取得的成果。尽我 本论文不包含其他个人或 学位或其他用途使用过的 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：物乙1 日期：山f 廖- 一7 指导教师签名：弓P 厶文 日期幽付f ) 西华大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西 华大学可以将本论文
3、的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。( 保密的论文在解 密后遵守此规定) 学位论文作者签名：牢勿札 日期：细? 夕f7 指茭秒签名：靠厶 嘴忒伊1 5 钛具有低密度、高比强度 被广泛应用于航空航天、船艇 但由于钛的冶炼过程复杂，成 射技术，以原料丰富和价格低 耐腐蚀性优于钢材，扩展了材 在工业上大量应用，创造巨大的经济效益。 磁控溅射与其他真空镀膜技术相比，具有沉积速率高、基片温度低和低损伤等特点： 溅射膜层均匀、致密、纯度高，附着性好，还可大面积镀制薄膜。整个镀膜过程不产生 其余有害废气、废液，绿色环保。 本课题分别控制沉积时间、
4、功率、偏压、真空度和靶距等参数，在钢材表面沉积一 层钛金属薄膜，用S E M 与X R D 对钛膜的表面形貌和物相进行观察和表征，并对复合材料 的耐腐蚀性能和力学性能进行研究。得到下述研究结果： 1 、本研究最佳工艺参数为：镀膜时间1 0 0 m i n ；功率1 4 5 6 W ；真空度1 0 P a ；偏压1 4 0 V ； 靶距3 5 m m 。 2 、在此工艺条件下，钛膜表面平整、界面致密、缺陷少。电化学腐蚀实验，研究 表明钢钛复合材料腐蚀电位较基底钢材明显正移，具有稳定的钝化区域。浸泡实验，研 究表明复合材料的耐蚀率是钢材的3 4 倍，表现出优异的耐腐蚀性能。 3 、拉伸试验表明，在
5、最佳工艺条件下制得的钛膜与基材之问抗拉强度达8 3 6 M P a ， 是普通镀锌层的2 2 倍，证明其拥有良好的膜基结合力。 本论文对磁控溅射镀钛进行了比较全面的研究，系统表征了各工艺参数对于钛膜表 面形貌、结构晶型、沉积量和耐腐蚀性能的影响，得到了良好膜基附着力的钢钛复合材 料。 关键词：钛膜；钢材；磁控溅射；附着力；耐腐蚀性 I 采用磁控溅射法在钢材表面镀钛膜研究 A b s t r a c t T i t a n i u mw h i c hh a st h ea d v a n t a g e so fl o wd e n s i t y ，h i 曲s p e c i f i cs
6、 t r e n g t h , c o r r o s i o n r e s i s t a n c e ，h i g hh y d r o g e ns t o r a g ep e r f o r m a n c e ，a n di st h em o a tb i o c o m p a t i b l em e t a lm a t e r i a l ， i sw i d e l yu s e di na e r o s p a c e ，m a r i n e ，e n e r g y , c o n s t r u c t i o n , c h e m i c a li n
7、 d u s t r ya n da u t o m o b i l e ， s p o r t se q u i p m e n t a n do t h e rf i e l d so fd a i l yl i f e B u ta sar e s u l to ft h ec o m p l e xs m e l t i n gp r o c e s s o ft i t a n i u ma n dt h eh i g hc o s t ，i tm a k e st i t a n i u mh a r d l yu s e dw i d e l yi nc i v i la n d
8、i n d u s t r i a l s c a l e 1 h et i t a n i u mc o m p o u n dm a t e r i a li sc o m p a r e dw i t ht i t a n i u ma n ds t e e lw h i c hi st h e a b u n d a n tr a wm a t e r i a l sa n dl o wp r i c e ，b ym a g n e t r o ns p u t t e r i n gt e c h n i q u e A sar e s u l t ，n o t o n l yi s
9、i t sc o r r o s i o nr e s i s t a n c es u p e r i o rt os t e e l ，t h a tC a ne x p a n dt h eu s ef i e l da n dt h es e r v i c e l i f eo fm a t e r i a l s ，b u ta l s oc a nr e d u c et h ep r o d u c t i o nc o s t I nt h i sw a y ，t h et i t a n i u mC a nb e p r o m p t e dt ow i d e l y
10、u s e di ni n d u s t r i a ls c a l e ，a n dc r e a t ee n o r m o u se c o n o m i cb e n e f i t C o m p a r i n g w i t ho t h e rv a c u B n lc o a t i n g t e c h n o l o g y ，m a g n e t r o ns p u t t e r i n g h a v e c h a r a c t e r i s t i c so fh i g hd e p o s i t i o nr a t e ，l o ws
11、 u b s t r a t et e m p e r a t u r ea n dl o wd a m a g e ；i t s s p u t t e r i n gf d r ni su n i f o r m , d e n s e ，h i g hp u r i t y ，a n dg o o da d h e s i o n , a l s oc a n b el a r g ed e p o s i t e d I td o e sn o tp r o d u c et h er e s to fh a r m f u lw a s t eg a si nw h o l ec o
12、 a t i n gp r o c e s s ，w a s t e ，a n dg r e e n e n v i r o n m e n t T m sp a p e ri sa b o u td e p o s i t i n gal a y e ro ft i t a n i u mm e t a lf i l mo ns t e e ls u r f a c e a n d r e s p e c t i v e l yc o n t r o l l i n gp a r a m e t e r so fs e d i m e n t a r yt i m e ，p o w e r
13、, b i a sv o l t a g e ，v a c u u ma n d d i s t a n c e T h e nt h es u r f a c em o r p h o l o g yo ft i t a n i u mf i l mi so b s e r v e dw i t hS E Ma n dp h a s ei s d e s c r i b e dw i t hX R D T h ec o r r o s i o nr e s i s t a n c ea n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h ec o
14、m p o s i t e m a t e r i a lw e r es t u d i e dt o o T h er e s u l t si sa sf o l l o w i n g ： l ，T h eb e s tp r o c e s sp a r a m e t e r sf o rt h i sr e s e a r c hi st h a tt h ec o a t i n gt i m ei s10 0m i n ；t h e p o w e ri s1 4 5 6W ；t h ei sV a c u u m1 0P a ；t h eb i a sv o l t a g
15、 ei s1 4 0V ；t h es t a n d o f f d i s t a n c ei s3 5 m m 2 ，T h et i t a n i u mf i l mp r e p a r e di nt h eb e s tp r o c e s sc o n d i t i o n sh a ss m o o t hc o a t i n gs u r f a c e ， d e n s ei n t e r f a c e ，f e wd e f e c t s I nt h eE l e c t r o c h e m i c a lc o r r o s i o nt
16、e s t ，t h ec o r r o s i o np o t e n t i a lo f s t e e l t i t a n i u mc o m p o s i t em a t e r i a li sm o r et h a np o s i t i v es u b s t r a t es t e e l ，h a v i n gas t a b l e p a s s i v a t i o na r e a I nt h ei m m e r s i o nt e s t ，t h ec o r r o s i o nr a t eo fc o m p o s i t e si s3 4t i m e sa ss t e e l ， s h o w i n ge x c e l l e n tc o r r o s i o nr e s i s t a n c e 3 i nt h et e n s i l et e s t t h et e n s i
