磁控溅射制备锌镍合金薄膜的结构及耐蚀性能研究

为提高飞机结构件的耐蚀性能,采用闭合场非平衡磁控溅射技术在18Cr3Ni结构钢表面制备了锌镍合金薄膜,考察了锌靶和镍靶电流对薄膜表面形貌、微观结构和耐蚀性能的影响。分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和纳米压痕仪对薄膜的微观形貌、晶相结构和力学性能进行了分析。对薄膜的电化学特性和耐中性盐雾腐蚀性能进行了研究,并对腐蚀产物进行了分析。结果表明:采用闭合场非平衡磁控溅射技术制备的锌镍合金薄膜具有致密的结构,薄膜中的镍起到了细化晶粒的作用,但随着镍含量的增加,薄膜的耐蚀性能下降。镍含量为7.63%(原子分数,下同)的锌镍合金薄膜具有最好的耐蚀性能,但其力学性能较差;镍含量为12.88%的锌镍合金薄膜具有良好的耐蚀性能和力学性能。薄膜经过中性盐雾试验后的腐蚀产物Zn_(5)(OH)_(8)Cl_(2)·H_(2)O起到了钝化作用,阻止了薄膜和基底被进一步腐蚀。采用磁控溅射制备的锌镍合金薄膜可用于精密结构件表面的腐蚀防护。