论文部分内容阅读
轻合金材料一般是指镁、钛、铝金属及其合金。在航空、航天、汽车、电子产品壳体等方面具有广泛的应用前景。但轻合金也有自身的缺陷，表面若不进行处理，应用范围将受到很大限制。因此，轻合金要大规模应用于工业，充分发挥其优异性能，必须通过选用或开发适当的材料对其进行表面改性处理。化学气相沉积法是制备高纯、高致密钨涂层及制品的有效方法。本实验拟采用化学气相沉积处理方法，在表面沉积钨涂层，优化沉积工艺，达到大幅度提高轻合金表面性能的目的。 本研究工作中，采用简易控温系统，自制化学气相沉积实验装置，以WF6和H2为源气体，采用闭管冷壁化学气相沉积方法在镁合金、钛合金与铝合金基体上制备高纯钨沉积层。研究CVD低温沉积工艺参数对基体与涂层之间结合力、钨涂层成分、组织结构的影响。分别采用不同的表征手段，分析表面涂层结构形貌，以及耐蚀、耐磨性能。 温度高于300℃化学气相沉积钨还原即可发生。沉积层结构主要取决于沉积反应温度，膜层结构主要取决于沉积温度，其表现为随沉积温度升高沉积层结构由包含亚稳结构β-W与α-W结构向单一α-W结构转化。当沉积温度高于350℃后，膜层完全由稳定结构α-W构成。 在镁合金基体上沉积钨涂层的适宜沉积条件为:沉积温度为440℃，反应时间为5min。在钛合金和铝合金基体上沉积钨涂层的适宜沉积条件为:沉积温度为550℃，反应时间为5min。沉积层有很高的纯度(100％)，沉积层厚度均匀，致密性高，有良好的平整度。显微硬度均有明显提升。采用CVD方法均使镁、钛、铝合金磨损失重量均显著降低，表面耐磨性增加。涂层腐蚀电位均发生了正移，正移量分别为1.16V、0.39V、0.68V。钨涂层腐蚀电位有了很大程度的提升。沉积层表面表现出优异的耐磨性和耐蚀性能。