Ti含量对非晶Ti-B基涂层的腐蚀及力学性能的影响

为了消除磁控溅射涂层的柱状晶结构,提高Ti-B基涂层的耐蚀防护性能。采用磁控溅射技术,通过成分调控和工艺调控,获得了不同Ti含量的非晶Ti-B涂层。利用X射线衍射、扫描电镜、纳米压痕仪、电化学工作站对涂层的结构和性能进行了分析。结果表明:所获得的不同Ti含量的涂层分别是44.5%,51.6%,55.3%(原子比);三种涂层均为非晶生长结构,XRD图线形状和变化趋势均相似;截面形貌差异不大,都为均匀致密的平滑结构。随着Ti含量的增加,Ti-B涂层的硬度逐渐减小,最小硬度为25.9 GPa,仍属于硬质涂层;涂层的塑性指数逐渐增大,最大为0.56。三种Ti含量的涂层对于基材SS304都具有耐蚀保护作用;随着Ti含量的增加,涂层的耐蚀性能逐渐提高,最小腐蚀电流密度为1.49×10-7A/cm2,比基材降低了大约1个数量级。通过研究,获得了综合性能较高的非晶二元系耐蚀硬质TiB基涂层。

非晶Ti-B基涂层的力学和耐蚀性能研究

采用磁控溅射技术,分别在康宁玻璃、硅片和NdFeB合金基材表面沉积一层非晶的Ti-B基涂层。非晶Ti-B基涂层可以消除磁控溅射常见的柱状晶结构。利用XRD,SEM,纳米压痕仪和电化学工作站对涂层的结构、力学性能和耐蚀行为进行表征。结果表明:通过工艺控制,获得了密度分别为4.04,4.27和4.61 g/cm^3的Ti-B基涂层。所获得的Ti-B基涂层呈现均匀、致密的非晶结构,消除了常见的柱状晶结构。非晶Ti-B基涂层的力学和耐蚀性能与其密度紧密相关。当密度提高14.11%时,硅片基底涂层的硬度提高了49.01%,NdFeB基底涂层的腐蚀电流密度降低了66.67%。当密度为4.61 g/cm^3时,Si片上涂层的硬度和塑性指数分别是30.1 GPa和0.48;对于NdFeB基底在3.5%(质量分数)NaCl溶液中腐蚀电流密度为1.34×10^(-6)A/cm^2,约为纯基材腐蚀电流密度的1/8;腐蚀电位为-0.689 V,相对于基材正移0.220 V。说明该非晶涂层对NdFeB基材具有较好的耐蚀保护作用。