论文部分内容阅读
铝合金是我们日常生活中最为熟悉的金属材料之一，它具有密度小、比强度高、导电与导热性好等优良性能，工程应用广泛。但同时铝合金也存在抗腐蚀性能差，硬度较低、易磨损等不足。因此，对铝合金材料进行表面强化处理，进而提高其综合性能，具有广阔的工业应用前景。 本文运用射频增强磁控溅射技术在7075铝合金表面沉积氮化钛薄膜，并系统研究了气体流量配比、溅射电流、射频功率和基体偏压等工艺参数对沉积膜层结构及性能的影响。使用小掠射角X射线衍射仪对膜层相结构进行分析，使用光学显微镜和扫描电子显微镜对膜层表面形貌和截面进行观察，通过盐雾腐蚀实验和电化学腐蚀实验测试评估样品表面的耐腐蚀性能。此外，对薄膜力学性能和摩擦性能进行了测试分析。 TiN薄膜呈现明亮的金黄色，表面均匀平整，缺陷较少。经GXRD扫描分析，膜层存在TiN(111)、(200)和(220)取向。研究发现氮气与氩气的流量配比是制备TiN薄膜的关键，溅射电流直接关系着靶材的溅射率，影响着膜层成分，电流较大时膜层中出现了Ti相。 7075铝合金表面沉积TiN薄膜可以明显改善表面力学性能。在直流偏压-40V~-60V，射频功率100W~200W范围内最有利于膜层力学性能的提高。其中偏压-60V，射频功率200W，溅射电流0.7A条件下样品的表面显微硬度最高(311HV)，比基体提高了80％。基体偏压对摩擦性能影响较大，在直流偏压-40V，射频功率200W，磁控电流0.7A的条件下，样品摩擦性能提高显著。 镀膜后样品的耐腐蚀性能得到了提高。100W~200W射频功率下的样品，耐腐蚀性能提高最显著，在偏压-30V，射频功率200W，磁控电流0.7A条件下的样品，经腐蚀实验后表面形貌变化不大，电化学腐蚀电位相对于铝合金基体提高了到115mV，腐蚀电流降低了两个数量级。