𝐹 N 2 / 𝐹 A r ratio was varied from zero to 70%. Deposition rate decreased with the increase in bias voltage. Coatings showed hexagonal β Nb2N, cubic δ NbN, and hexagonal δ′ NbN as major phases with the increasing N2 flow. Surface hardness reached a maximum of 2040 HK25 at a 𝐹 N 2 / 𝐹 A r of 20%. Critical loads, for cohesive and adhesive failure for coating on MS, were between 6–8 N and 9–12 N respectively; for coating on SS, the values were between 7–15 N and 12–25 N respectively. Duplex coatings were studied for hardness by Knoop microindentation, adhesion by scratch tester, and corrosion by potentiodynamic polarization technique. Hardness, adhesion, and corrosion resistance all improved when NbN coating was incorporated with Nb interlayer on MS."> 磁控管气急败坏的NbN公司禁止电影与低碳钢Nb夹层 - raybet雷竞app,雷竞技官网下载,雷电竞下载苹果

国际期刊的腐蚀

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国际期刊的腐蚀/2011年/文章

研究文章|开放获取

体积 2011年 |文章的ID 748168年 | https://doi.org/10.1155/2011/748168

Kulwant辛格,a·c·Bidaye a . k .苏瑞, 磁控管气急败坏的NbN公司禁止电影与低碳钢Nb夹层”,国际期刊的腐蚀, 卷。2011年, 文章的ID748168年, 11 页面, 2011年 https://doi.org/10.1155/2011/748168

磁控管气急败坏的NbN公司禁止电影与低碳钢Nb夹层

学术编辑器:贪婪的Kumar新德里
收到了 2011年3月16日
修改后的 2011年7月01
接受 2011年7月01
发表 04年9月2011年

文摘

这项研究的目的是延长涂层NbN公司禁止女士和注氮化层间努力探索的好处在低成本结构材料和涂料比较涂层与单片涂层NbN公司禁止在党卫军。NbN公司禁止女士和党卫军被反应直流磁控溅射沉积在不同的N2/ Ar流动比率和衬底偏置。沉积速率下降20至10 nm /分钟(没有偏置),从16 - 8海里/分钟(−50 V偏置) 比例是不同的从零到70%。沉积速率与偏压的增加减少。涂料显示六角β2N,立方δNbN公司禁止,六角δ随着N′NbN公司禁止作为主要阶段2流。表面硬度达到最高2040港元25在一个 的20%。临界载荷、凝聚力和脱胶涂层女士,分别为6 - 8和9 - 12 N之间;涂层党卫军,值分别为7 - 15 N和N目前消费量之间。双涂层被努microindentation研究了硬度,附着力划痕测试仪,potentiodynamic极化腐蚀的技术。硬度、附着力和耐蚀性提高当涂层NbN公司禁止成立与Nb夹层。

1。介绍

氮化薄膜的二元、三元和多组分涂料、多层膜、双工和纳米晶体涂料广泛通过磁控溅射沉积(1- - - - - -5]。硬氮化硅涂层在各种行业找到商业应用。锡、CrN TiAlN等等表现很多感兴趣的耐磨,保护涂料。沉积技术的进步集中开发新型涂料选择的兴趣。氮化铌(”电影进行了调查主要针对其超导性能而不是他们的机械性能。电影NbN公司禁止的合成研究是针对增加其超导转变温度(6- - - - - -8]。然而,这些适用于耐磨、防护涂料。NbN公司禁止拥有良好的力学性能加上耐磨性,化学惰性,熔点高、高温稳定性和高导电性,使电影NbN公司禁止一个合适的材料保护涂层(9),场致发射阴极(10在微电子设备[],扩散的障碍11]。NbN公司禁止电影已经被各种沉积技术,其中包括反应磁控溅射(12- - - - - -15],离子束沉积[16,17)、脉冲激光沉积(18),和阴极电弧沉积19- - - - - -22]。在超晶格涂料也发现NbN公司禁止使用单层组件。超晶格涂料如锡/ [NbN公司禁止23- - - - - -25),谭/ NbN公司禁止[26),和CrN / [NbN公司禁止27,28]研究了用于硬,耐磨,防腐蚀涂料。超晶格薄膜具有superhardness效果,表现出一个异常增加硬度和耐磨性。

低碳钢(MS)被广泛用作结构材料由于其低成本。低碳钢的特性如硬度、耐磨性和耐蚀性是不够的。硬氮化硅涂层的应用在低碳钢表面可以修改的低碳钢实际应用所必需的。硬氮化硅涂层沉积的物理气相沉积(PVD)技术具有高硬度,良好的耐磨性,优良的化学惰性。但是,这些涂层的腐蚀行为往往是不够的,因为固有的针孔孔隙和微裂隙PVD涂层。腐蚀性介质可以通过这些孔隙和微裂隙攻击钢。各种夹层被用来解决这个问题(29日,30.]。涂料与夹层NbN公司禁止,然而,没有被调查。双涂层包括锡表面涂层,通过溅射沉积,层间的铬(Cr)或(Ni)沉积镍电镀和化学镀镍(EN)沉积化学技术研究探索硬氮化硅涂层的好处更便宜的低碳钢(MS)基板(29日- - - - - -33]。这些双涂层被发现提高硬度,耐腐蚀,当扩展基板女士和其他属性。

本研究的目的是提出一个潜在的涂层在低碳钢为通用的应用程序组合。在目前的研究中,涂料NbN公司禁止女士已经扩展到衬底(Nb)夹层沉积铌溅射和结果与单片涂层NbN公司禁止在党卫军。对于这个NbN公司禁止,涂层沉积在女士和不锈钢基板(SS)。涂料研究的厚度、结构、硬度和附着力。工艺参数进行了优化,然后,涂层与NbN公司禁止Nb夹层沉积在衬底女士。这些双涂层进行了研究改进对附着力的测试,由努microindentation表面硬度,通过potentiodynamic极化腐蚀性能的技术。开路电位测量。

2。实验的程序

电影NbN公司禁止使用活性直流磁控溅射沉积在党卫军,女士和女士Nb-coated基质。一种Nb(纯度99.99%)金属目标,160毫米直径4毫米厚,是机械夹紧在水平安装平面溅射源的基础上室疏散基地的压力 mbar。目标和衬底之间的距离是60毫米。溅射压强是保存在 mbar承认流的混合气体氩(Ar)和氮(N2室。基于“增大化现实”技术的气体流动是固定在20 sccm,而N2从0 - 14 sccm流是不同的。衬底偏置保持不变在−50 V涂层沉积在不同的N2/ Ar流动比率。涂料没有外部加热的衬底上沉积。能力目标是通过提供稳定d . c . 0 - 1000 V的电源(6安培最大)。从0到−衬底偏压不一150 V的步骤25 V (N2/ Ar流率常数为20%)通过可变电压的稳定直流电源(0 - 300 V)和电流(0 - 500 mA)。样本抛光,清洗彻底,脱脂沉积之前在碱性溶液。流表用于衬底的清洗样品呈现在图1。所有的指定时间进行超声清洗步骤。Nb的样本女士还沉积夹层和NbN公司禁止顶级涂料。Nb的沉积参数和涂层NbN公司禁止类似的(表1),除了没有N2介绍了Nb的涂层。Nb沉积衬底偏压是保持在−50 v。Nb夹层的厚度是2μm。


参数 价值

基准压力 mbar
操作压力 mbar
氩气流量 20 sccm
氮气流量 0 - 14 sccm
衬底偏压 0到−150 V
目标当前的NbN公司禁止/ Nb 0.25/0.3安培
Target-substrate距离 ~60毫米

体重增加的样品记录和涂层厚度是计算体积密度值。实际涂层厚度研究了microabrasion使用钉技术。在钉,一个符合美国钢铁协会的52100硬化铬钢球(硬度= 65 HRC)旋转对使用金刚石涂层试样粒子悬浮在液体中。粗糙度的裸露和涂层样品由接触式测量金刚石触针表面光度仪。电影的阶段结构是通过x射线衍射(XRD) CuK调查α辐射。2衍射进行了研究 20 - 90°。由于大多数涂料山峰被发现的2 30 - 60°,评价双涂层2所示 30 - 60°的范围。表面硬度测量的显微硬度测试仪(未来科技FM-7模型)使用负载的努氏硬度计压头25 gf。为每个样本,平均五个读数进行值报告。附着力的涂层被抓评估附着力测试仪在不同加载率10、30、50和80 N /分钟;由于加载速率的影响是非常有限的,加载速率进行进一步的测试仅限于30 N /分钟。划痕长度保持不变在4毫米划痕测试。是200年使用的划痕硬度计压头μm齿顶圆角半径Rockwell-type金刚石压头。摩擦力和压痕深度划伤样品记录在线。抓跟踪是在光学显微镜看到后立即测试模式,形象化和图片拍摄在不同的负载。测试是在一个线性渐进模式从1 N开始加载一个预定义的最大负载。最大负载的变化从10 N 60 N。显示结果的最大负载40 N,因为涂料被发现分层除此之外负载。

电化学评价涂层的样品进行了使用标准的potentiodynamic测量技术与计算机控制Santronic电化学分析仪。测试使用三电极电池。涂层样本焊接(铟)铜线镀搪瓷。样本蒙面Shailmask 800漆(专有)1厘米2接触面积。所有测量电位对饱和甘汞电极(SCE)。辅助或反电极铂。阳极和阴极电化学极化曲线中所有样本获得的N2de-aerated 1 n H2所以4电解液在室温下。开路电位((ocp)测量真空1 N H2所以4解决方案2小时。potentiodynamic测量之前,样品被允许达到平衡电势( )。这种潜在的30 - 40分钟后,达成和电化学测量开始时可能没有改变1 mV /分钟以上。每个扫描运行后的解决方案是更换。极化电阻决定在±15 mV的领域 潜在使用线性极化方法0.1 mV /秒的扫描速率。potentiodynamic研究潜在的扫频范围−1.000 V + 1.000 V应用扫描速率为0.5 mV /秒。的情节 来衡量SCE v / s日志 是绘制。腐蚀电位( )确定塔费尔斜坡的交集和腐蚀电流密度( )是计算使用阳极和阴极塔费尔斜坡( )和极化电阻( )。

3所示。结果与讨论

3.1。厚度

5% - -10%的变异涂层的厚度被发现之间的计算值(体重方法)和实际值(钉技术)。这是由于涂料的密度低于大部分价值。在沉积使用偏置,连续离子轰击衬底,这减少了有效的沉积速率。因此,需要更多的时间来达到同样的涂层厚度对涂层沉积在更高的偏置电压。NbN公司禁止涂层厚度为1.8μm±10%获得涂层沉积在不同的参数。Nb夹层的厚度是2μm。涂层总厚度与层间基质女士是4μm。

3.2。沉积速率
3.2.1之上。氮流的影响

沉积速率的Nb-N涂料作为N的函数2/ Ar流比率绘制在图2。涂层的沉积以恒定的衬底偏置电压没有衬底偏置和−50 V。Nb-N电影的沉积速率随N的变化2/ Ar流动比率。沉积速率下降20 nm /分钟到10 nm /分钟(没有偏压)和16 nm /分钟8海里/分钟(与偏压−50 V)与N的增加2/ Ar流比率从0%降至70%。沉积速率降低几乎线性的情况下每增加N2流。沉积速率下降,每增加氮流,是由于渗氮的增加目标众所周知的中毒目标表面。进一步,它被减少在随后沉积速率三个不同的线性路径在例偏压或没有偏压。在线性过渡沉积率是由于过渡阶段所显示的x射线衍射(部分3.3)。过渡沉积率与从Nb的过渡阶段 2N, 2N立方 nbn公司禁止,立方 nbn公司禁止对六角 nbn公司禁止。

3.2.2。衬底偏压的影响

3给出了沉积速率绘制与衬底偏置电压保持N2/ Ar流比稳定的维持在20%左右。这是观察到沉积速率降低和衬底偏压的增加(负面)电压。沉积速率降低了从15.9到6.0 nm /分钟偏压时从零增加到25 V−150 V的一步。沉积速率的下降与衬底偏压的增加是由于衬底resputtering效应。每增加衬底偏压(负电压)增加resputtering衬底与高能量离子发生。这导致裹入气体原子,晶界的致密化,和resputtering沉淀粒子,导致的沉积率。增加离子轰击提高附着力、硬度和密度的涂料。

3.3。x射线衍射

x射线衍射模式Nb-N电影沉积在党卫军在不同N2/ Ar流动比率图所示4。涂层沉积的5% N2/ Ar流动比率显示六角 2N的主要阶段(101)择优取向。N的增加2/ Ar流比率至10%,成为立方的主要阶段 nbn公司禁止的(111)择优取向。在30% N2/ Ar流动比率六角 - - - - - -阶段NbN公司禁止出现虽然仍是立方的主要阶段 - - - - - -但是现在NbN公司禁止的(200)择优取向。进一步增加的N2/ Ar流动比率,六角 - - - - - -阶段增加,并成为主要阶段NbN公司禁止在70% N2流。在所有的涂料,衬底的山峰被确定为较强的峰值。

5显示了Nb的x射线衍射模式和NbN公司禁止Nb夹层女士衬底;涂料沉积NbN公司禁止在N2/ Ar流比率为20%。Nb(110)被发现比Nb(200)峰。Nb的峰值强度降低时表面涂层NbN公司禁止了。示例显示女士的顶峰菲(110)2 范围执行。(111)峰NbN公司禁止被发现比NbN公司禁止(200)和(220)峰NbN公司禁止。

3.4。硬度
3.4.1。氮流的影响

党卫军努Nb-N涂层的显微硬度值,在一堆25 gf,被绘制为N的函数2/ Ar流动比率在图6(衬底偏置在−50 V)保持不变。裸不锈钢衬底的努氏硬度是320港元的负载25 gf。表面硬度被发现与N的增加迅速增加2/ Ar流动比率。表面硬度达到最高2040港元25在N2/ Ar流动比率为20%,然后开始慢慢减少N的进一步增加2流。硬度的下降是伴随着观察到晶体结构的变化涂料、XRD显示的部分讨论3.3。以来,获得的最大硬度在20%的N2/ Ar流比、沉积的涂层和Nb夹层NbN公司禁止女士进行了N的20%2/ Ar流动比率。在25 gf,努氏硬度压痕深度变化在0.44和0.52之间μm。作为一个经验法则,压痕的深度应该是8 - 10倍涂层的厚度,以反映电影的真实硬度没有基材上的效果。否则,塑性变形发生在钢铁等柔和的衬底。Lichinchi et al。34]显示通过有限元法(FEM)建模,缩进到锡高速钢(HSS)导致基体塑性变形时,压痕深度达到15%。

NbN公司禁止的真实硬度涂层,涂层厚度约4μm是必需的。然而,在目前的研究中,涂层厚度≤2μm;因此,硬度值获得的复合硬度substrate-coating组合而不是电影的真实硬度。

晶粒尺寸也会影响材料的硬度。硬度变化按照Hall-Petch关系。晶粒尺寸被发现增加氮的分压的增加(35- - - - - -37]。在更高的氮分压降低硬度也可以认为部分原因是晶粒尺寸的增加。

粗糙的涂层样品被发现复制抛光表面的值(0.06 - -0.08μ米),没有观察到不同粗糙度的样品后,涂料。因此,粗糙的涂层硬度似乎并不发挥作用的影响在本研究观察到。

3.4.2。衬底偏压的影响

7显示了NbN公司禁止涂料的表面硬度在25岁女友沉积在不同的衬底偏置电压,保持N2/ Ar流比稳定的维持在20%左右。硬度与衬底偏置电压的增加不断增加。硬度增加从1692港元25对涂层沉积不偏压2346港元25−150 V衬底偏压对涂层沉积。金等。38)观察到的增加硬度与衬底偏置电压的增加同样−200 V。高能离子轰击的硬度增强是由于复杂的协同效应,包括微晶尺寸的减小,晶界的致密化,形成辐射损伤和其他点的缺陷,和内置的双轴压应力39]。

气急败坏的说电影的形态和微观结构的发展由高能离子轰击在他们所描述的增长是桑顿图(40]。众所周知,离子轰击由于偏压(衬底)通常导致晶粒尺寸减少(40,41]。增加离子通量高动能提供越来越多的电影,增加了离子轰击导致晶粒尺寸减少。硬度随晶粒结构的改进。

硬度也发现直接相关的压应力。研究人员报告了类似的增强硬度和压应力的各种硬涂层由磁控溅射沉积(42和真空电弧蒸发43]。

3.4.3。女士双涂层上

女士衬底的表面硬度,Nb, NbN公司禁止,双涂层和Nb夹层NbN公司禁止女士表2。硬度值获得的复合硬度substrate-coating组合。结合了Nb夹层,NbN公司禁止涂料的表面硬度增加从1084港元251436港元25由于负载支持提供的夹层。


涂层 硬度(香港25)

衬底(女士) 198年
434年
NbN公司禁止 1084年
Nb + NbN公司禁止 1436年

3.5。划痕附着力试验

摩擦力和压痕深度划痕测试记录在线以及硬度计压头运动来确定裂纹的临界荷载,凿,分层、涂层失败,或其他这样的观察。测试在不同的加载率观察给几乎相似的结果,和加载速率的变化几乎没有影响;因此,加载速率为划痕测试保持在30 N /分钟。

几种类型的观察结果都显示,随着划痕的进展,例如上mono层去除,堆积在两边,能见度小裂缝长宽裂缝在涂料、毛孔,凿,部分或完全分层的涂层。图8显示了涂层样品女士NbN公司禁止的划痕模式;在9 N负荷,抓模式显示在一些地方凿和裂缝,在28 N负荷,涂层剥落的几乎完全。

9展品的划痕模式涂层NbN公司禁止学生在各种负载。的起跑线开始显示在1 N负荷;12 N负荷,隔离,涂层内裂纹和孔隙可见虽然涂层仍完好无损;22 N负荷,随着裂缝,毛孔,凿,并在一些地方发生分层;在32 N负荷、涂料被发现在许多地方分层。涂料表现出更好的性能在党卫军样品比女士样本。然而,当NbN公司禁止涂女士样本与Nb夹层scratch-tested(图10),它同样表现甚至比涂层SS NbN公司禁止。比较NbN公司禁止的划痕模式/ SS(图9)和NbN公司禁止/ Nb /女士(图10)在同一加载显示更少伤害NbN公司禁止涂料与Nb夹层凿,裂缝,收敛毛孔,分层。

3.5.1。临界载荷

两个关键负载Lc1和信用证2,已定义的失败涂料。信用证1,第一临界载荷,对应的初始内聚破坏涂层,如外表涂层内的第一个裂缝。信用证2,第二个临界载荷,对应于初始脱胶的涂料,也就是说,首先观察脱胶凿等部分分层,毛孔,或一些这样的现象,在硅基体涂层被暴露。信用证1和信用证2女士涂层样品之间被观察到6 - 8 N和9 - 12 N负荷,分别。对涂层沉积在党卫军基质Lc17 - 15 N和Lc之间的不同2目前消费量之间的N。涂料在党卫军NbN公司禁止显示更好的性能比涂料NbN公司禁止女士然而,Nb的夹层涂料NbN公司禁止女士,临界载荷提高;信用证18 - 14 N和Lc之间被发现210 - 24 N之间,有时几乎等于或略好性能比涂料NbN公司禁止在党卫军。

3.5.2。摩擦系数

摩擦系数(μ),观察划痕附着力试验,增加与增加的负载。μ代表coating-substrate组合的值。涂料、NbN公司禁止被硬,料显示低μ价值,而女士基质料显示更高μ价值。的增加μ价值与划痕负载的增加是由于增加基质的影响。涂料沉积在党卫军样品,发现不同的狭窄范围内0.22 - -0.25在30 N负荷无论涂层沉积在不同的N2/ Ar流动比率。60 N,加载值增加到0.40。表3列出了μ价值在不同加载两种类型的基质连同Nb夹层NbN公司禁止涂层衬底女士。涂层NbN公司禁止女士样本显示,摩擦系数高于党卫军样品在同一应用负载。然而,随着Nb夹层,μ下降到0.24,0.30,和0.38在30、40岁和60 N负荷,分别,从而清楚的证明的改善μ值Nb夹层NbN公司禁止涂料。


负载(N) 摩擦系数( )
女士 党卫军 Nb /女士

20. 0.23 0.20 0.18
30. 0.28 0.25 0.24
40 0.35 0.30 0.30
60 0.45 0.40 0.38

3.5.3。渗透深度

插入深度增加而增加的应用负载。30 N负荷,平均来说,女士样品20 - 30μ米的深度渗透,党卫军样品目前消费量μ米的深度渗透。涂层与女士NbN公司禁止Nb夹层渗透的深度减少到14 - 24μ在同一应用负载。深度渗透包括弹性以及涂层基体的塑性变形组合在加载。此外,可能会有误差等因素自然斜坡的样品(样品厚度变化)和安装错误。

3.5.4。加载速率的影响

加载速率的影响,研究了涂料NbN公司禁止女士和SS基质。在Lc加载速率的影响1和信用证2发现几乎没有影响。Lc1值被发现从7 N N /分钟10点到7.5 N 30 N /分钟,进一步在50 8.2 N N /分钟。同样,信用证2值从8.2 N 9 N和进一步转移到9.5 N具有类似应用加载率的增加。

学生样本,Lc1从15到17 N和Lc2从22到24 N时应用加载速率先后从20 N /分钟提高到80 N /分钟。

3.5.5。偏压的影响

研究了偏压对NbN公司禁止涂党卫军样本。增加偏置电压从0到−75 V (25 V)的步骤,保持其他因素不变,导致连续提高Lc的值1和信用证2。−75 V,偏压Lc1和信用证2值被发现15.6 N, N, 26日分别。然而,在−100 V,涂层变得脆弱,信用证1和信用证2值大幅下降到7和11 N,分别。在不同的衬底偏压值如表所示4。减少粘连的电影在更高的偏差可能是由于更强调引进这部电影,因为它是更有活力的狂轰滥炸离子(44,45]。


偏置(−V) 信用证1(N) 信用证2(N)

0 6.5 10.5
25 10.5 20.
50 12.0 24
75年 15.6 26
One hundred. 7.0 11

3.5.6。N的影响2

Nb-N涂料在党卫军样品沉积N2/ Ar流动比率从10%到70%不等,(保持偏置电压恒定−50 V)是检测附着力。结果对临界载荷如表所示5。涂层沉积在20%和30%的N2/ Ar流动比率显示更好的附着力较高的临界荷载显示信用证1在11 - 12 N和信用证224 - 25日N。信用证1和信用证2值降低先后7 N和14 N N的进一步增加2/ Ar流到70%。这可能归因于杂质气体,密度较低结构,气孔的存在在涂料40]。


(%) 信用证1(N) 信用证2(N)

10 11 18
20. 12 24
30. 11 25
40 10 20.
50 8 20.
60 8 18
70年 7 14

3.6。耐蚀性

很难存款硬涂层的物理气相沉积(PVD)技术没有任何微孔隙度。因此,当PVD涂层样品暴露在腐蚀性环境中,涂层的电化学行为样品涂层和基体的结合行为。这样一个标本的极化曲线可能被视为两个curves-one代表基材和涂层。

3.6.1。开路电位

11显示了开路电位的变化((OCP)浸渍时间和NbN公司禁止NbN公司禁止Nb夹层涂女士的样本。涂料、NbN公司禁止潜在下降从一个初始值252−−478 mV在30分钟和−498 mV在40分钟后它仍接近常数说明建立平衡金属和解决方案。平衡值被发现非常类似于衬底女士没有涂层,从而表明涂层孔隙的存在,导致腐蚀涂层NbN公司禁止下发生。涂料NbN公司禁止在衬底Nb夹层,女士(OCP转移到从−−154 mV一开始没有夹层252 mV涂层。值下降到大约443−mV后40分钟,保持不变。

操作。Potentiodynamic测试

一个高 和低 值表明良好的耐蚀性。表6列出了 值衬底女士:NbN公司禁止、Nb和NbN公司禁止涂层衬底女士和Nb夹层。普通的衬底女士 −496.4 mV和价值 值为1440μ一个/厘米2。与NbN公司禁止提高了耐腐蚀涂层女士样本通过减少腐蚀电流( )到150μ一个/厘米2和增加 (负面)−412 mV。然而,改善约束由于存在固有的针孔孔隙度PVD涂层。由于存在针孔缺陷NbN公司禁止涂料、快速点状腐蚀女士基质发生在这些缺陷;甚至导致部分剥离涂层的测试。涂料NbN公司禁止potentiodynamic曲线,因此,模拟衬底女士的行为。


涂层 (mV) (μ一个/厘米2)

底物 −496.4 1440.3
NbN公司禁止 −412.1 150.2
−469.3 121.8
Nb + NbN公司禁止 −396.2 14.8

Nb夹层发现提高NbN公司禁止的耐腐蚀涂层基质女士。对Nb夹层NbN公司禁止涂料, 被发现−396.2 mV和14.8吗μ一个/厘米2,分别。双涂层,依从性也有所改善,因为双涂层不分层的全部潜力的−1000 mV + 1000 mV potentiodynamic腐蚀试验。Potentiodnamic曲线为衬底,NbN公司禁止涂层,涂层NbN公司禁止Nb夹层女士基质如图12。Potentiodynamic曲线为双涂层显示出显著改善腐蚀改善基质女士。总的来说,这是观察到双涂层远远优于涂料NbN公司禁止独自一人。

4所示。结论

涂层沉积在NbN公司禁止女士和SS活性基质的直流磁控溅射。 从0%变化到70%,衬底偏压从零到−150 V 25 V的一个步骤。涂层的厚度特征的体重增加和钉技术,由努氏硬度显微硬度测试仪,通过x射线衍射相分析技术,和粘附附着力测试仪。N的影响2流和衬底偏压是评估。优化后的工艺参数,涂层NbN公司禁止被沉积在衬底与女士2μ米厚的Nb夹层。夹层对涂层NbN公司禁止女士研究了衬底的努microindentation提高表面硬度,附着力划痕试验,腐蚀potentiodynamic极化技术在1 N H2所以4在室温下的解决方案。开路电位测量。得出了以下的结论。

沉积速率下降20至10 nm /分钟(没有偏置),从16 - 8海里/分钟(与偏压−50 V)与N的增加2流从0%降至70%。沉积速率下降从15.9到6 nm /分钟偏压时从零增加到−150 V。涂料显示六角形的存在 2N,立方 NbN公司禁止,六角 随着N NbN公司禁止的主要阶段2流。

表面硬度在党卫军最多达到2040港元25在N2/ Ar流动比率为20%,然后缓慢下降的进一步增加N2/ Ar流动比率。表面硬度增加从1084港元251618港元25当合并Nb夹层。内聚的(Lc的关键负荷1)和(Lc的粘合剂2女士)失败在划痕试验对涂料样本观察6 - 8和9 - 12 N负荷之间,分别;而对于不锈钢基体上涂层,7 - 15 N和N目前消费量之间的值,分别。女士双涂层,8 - 14和10 - 24 N之间的值,分别。摩擦系数(μ)在划痕试验0.22 - -0.25在30 N, 0.30, 0.40 40 N和60 N负荷涂层沉积在党卫军样本。对涂料示例中,女士μ0.28在30 N, 40岁0.35 N, 60岁和0.45 N负荷。涂层与女士Nb夹层NbN公司禁止的μ为0.24,0.30和0.38在30、40岁和60 N负荷,分别展示的改善μ价值。加载速率几乎没有增加对临界荷载的影响。增加衬底偏压−75 V改善了信用证1和信用证2分别到12和25 N;进一步增加导致衬底偏压的关键负荷减少7和14 N,分别。涂层沉积在20%和30% N2/ Ar流动比率显示更好的附着力较高的临界荷载显示信用证111 - 12 N和信用证224 - 25日N。

开路潜力NbN公司禁止涂女士样本从一个初始值下降252 mV−−478 mV在30分钟和−498 mV在40分钟后稳定。平衡值被发现非常类似于衬底女士,因此表明涂层孔隙的存在,导致腐蚀发生在涂层。为双涂层(OCP转移到在开始和稳定−−154 mV 443 mV后40分钟。双涂层耐腐蚀性能明显提高。 从150.2下降μ一个/厘米2到14.8μ一个/厘米2

引用

  1. j·林,j·j·摩尔,w . d . Sproul b . Mishra z . Wu和j .王”沉积氮化铬涂层的结构和特性使用直流、脉冲直流和调制脉冲磁控溅射,”表面涂层技术,卷204,不。14日,第2239 - 2230页,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  2. a . r . Shankar b . p . Reddy诉Chawla是m . j . Preyanga r·钱德拉和英国Mudali”表征的氮化硅涂层高密度石墨由磁控溅射沉积,”表面涂层技术,卷204,不。20日,第3221 - 3214页,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  3. s·h·穆罕默德,“热稳定性反应磁控溅射沉积的氮化钨的电影,”表面涂层技术,卷202,不。10日,2169 - 2175年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  4. h . c . Barshilia b Deepthi, k . s . Rajam”生长和表征的氮化铝涂料由pulsed-direct当前无功不平衡磁控溅射,”薄固体电影,卷516,不。12日,第4174 - 4168页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  5. X.-K。杜,t - m。王,c . Wang B.-L。陈,l .周“微观结构和光学特性的磁控管溅射薄膜NbN公司禁止,”中国航空杂志,20卷,不。2、140 - 144年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  6. w . n . Maung d·p·巴特勒,c . l .黄”制造反应溅射薄膜NbN公司禁止的。”真空科学与技术杂志》上11卷,第620 - 615页,1993年。视图:谷歌学术搜索
  7. d . f . Dawson-Elli c . a . Fung和j·e·诺德曼的“直流反应磁控溅射薄膜NbN公司禁止用没有空心阴极增强,”IEEE磁学,27卷,不。2、1592 - 1595年,1991页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  8. m·j·迪恩”性质的沉积速率的影响。-magnetron-sputtered氮化铌薄膜。”薄固体电影,卷152,不。3、535 - 544年,1987页。视图:谷歌学术搜索
  9. m . Benkahoul e·马丁内斯a Karimi) r .三金和f·利维,“气急败坏的立方结构和机械性能和六角NbNx薄膜,”表面涂层技术卷,180年,第183 - 178页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  10. y后藤m . Nagao t Ura所言,h .教授和j .石川”离子束辅助沉积的氮化铌薄膜真空微电子设备,“在物理学研究中的核仪器及方法B,卷148,不。1 - 4、925 - 929年,1999页。视图:谷歌学术搜索
  11. p·阿伦,m . Ritala k . Arstila j . Keinonen和m . Leskela”原子层沉积的生长和扩散屏障属性NbNx薄膜,”薄固体电影,卷491,不。1 - 2、235 - 241年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  12. j . j . Olaya s e . Rodil, s . Muhl”比较研究氮化铌涂料由不平衡和平衡磁控溅射沉积,”薄固体电影,卷516,不。23日,第8326 - 8319页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  13. c . s .苗族m . Benkahoul m . Parlinska-Wojtan r .三金和f·利维,“形态、结构和力学性能的NbN公司禁止由反应磁控溅射沉积薄膜,”表面涂层技术,卷200,不。22日至23日,第6548 - 6544页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  14. m . Fenker m . Balzer说,h . Kappl“装饰和耐磨涂层的腐蚀行为在钢铁沉积反应磁控管sputtering-tests和改进,”薄固体电影,卷515,不。1,新,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  15. b . c . s . k . Kim Cha, j . s .柳”直流磁控溅射沉积的薄膜NbN公司禁止的过程,”表面涂层技术卷,177 - 178,434 - 440年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  16. m·l·克林根贝格和j . d . Demaree”运输的影响定量的机械性能和离子能量IBAD氮化铌涂料、”表面涂层技术卷,146 - 147,243 - 249年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  17. n . Hayashi Murzin参会,坂本,和m . Ohkubo“单晶氮化铌薄膜制备与激进梁辅助沉积,”薄固体电影,卷259,不。2、146 - 149年,1995页。视图:谷歌学术搜索
  18. g·卡普西奥,Gambardella,马龙,美国奥兰多和共和党Parisi”脉冲激光烧蚀的NbN公司禁止/分别以/多层NbN公司禁止,”应用表面科学卷,109年,第402 - 399页,1997年。视图:谷歌学术搜索
  19. j·l·莫和m·h·朱”的沉积氮化铬涂层的摩擦学特性过滤阴极真空电弧,”应用表面科学,卷255,不。17日,第7634 - 7627页,2009年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  20. n . Cansever m . Danişman, k . Kazmanli“氮气压力的影响阴极电弧沉积薄膜NbN公司禁止,”表面涂层技术,卷202,不。24日,第5923 - 5919页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  21. n . Cansever”属性阴极电弧沉积氮化铌涂料的物理气相沉积,”薄固体电影,卷515,不。7 - 8,3670 - 3674年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  22. a . Bendavid p . j .马丁·t·j .仁慈和e·w·普雷斯顿,“NbN公司禁止和NbC薄膜的沉积过滤阴极真空弧沉积,”表面涂层技术卷,163 - 164,347 - 352年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  23. h . c . Barshilia k . s . Rajam, d . v . Sridhara Rao”表征的低温沉积nanolayered锡/多层涂层横截面透射电子显微镜,NbN公司禁止”表面涂层技术,卷200,不。14日至15日,第4593 - 4586页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  24. l . Geyang h . Zenghu t . Jiawan x Junhua,和g .茗”交变应力场和superhardness效应在锡/超晶格NbN公司禁止电影,”真空科学与技术杂志》上的一个部分,20卷,不。3、674 - 677年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  25. x, s . a . Barnett m . s . Wong和w·d·Sproul”无功不平衡磁控溅射沉积多晶锡/ NbN公司禁止超晶格的涂料、”表面涂层技术卷,57号1,十三至十八页,1993。视图:谷歌学术搜索
  26. x Junhua和l . Geyang”组织和机械性能的多晶/ TaN NbN公司禁止超晶格的电影,”材料科学杂志,35卷,不。14,3535年,页2000。视图:谷歌学术搜索
  27. y . p . Purandare m . m .堆栈和p . e . Hovsepian“速度影响erosion-corrosion CrN / NbN公司禁止”超晶格”PVD涂层。”表面涂层技术,卷201,不。1 - 2、361 - 370年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  28. d·b·刘易斯,美国j . Creasey c . Wustefeld a . p . Ehiasarian和p . e . Hovsepian”增长的作用缺陷CrN / NbN公司禁止超晶格的耐腐蚀涂层沉积在低温下,“薄固体电影,卷503,不。1 - 2、143 - 148年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  29. j·g·j·s . Chen咄,f·b·吴“显微硬度和腐蚀行为CrN /化学镀镍/低碳钢复杂的涂料,“表面涂层技术,卷150,不。2 - 3、239 - 245年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  30. p·g . Li Deshpande, j·h·李和r . y .林,“纳米Cr夹层CrN涂料在钢,”清华科技,10卷,不。6,690 - 698年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  31. v . k . w .抓住诉Ezhil Selvi, h . c . Barshilia和k . s . Rajam”效应的化学镀镍层间单层CrN的电化学行为,锡,TiAlN涂料和nanolayered TiAlN / CrN多层涂料由直流反应磁控溅射,”Electrochimica学报,51卷,不。17日,第3468 - 3461页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  32. a . k .严重k·辛格,m . k . Totlani和a . k .苏瑞”在镍和锡涂层无电镀镍(EN)低碳钢,”事务研究所的金属装饰,卷78,不。1,23-28,2000页。视图:谷歌学术搜索
  33. k·辛格,d . n . Wasnik a . k .严重m . k . Totlani a . k .苏瑞,”锡涂层改性的夹层电镀铬在低碳钢,”事务研究所的金属装饰,卷77,不。pt 5, 196 - 199年,1999页。视图:谷歌学术搜索
  34. m . Lichinchi c . Lenardi j . Haupt, r·维塔利”模拟一下nanoindentation薄膜实验使用有限元方法,”薄固体电影,卷312,不。1 - 2、240 - 248年,1998页。视图:谷歌学术搜索
  35. L.-J。孟和m·p·多斯桑托斯”表征的氮化钛薄膜由直流反应磁控溅射在不同氮压力,”表面涂层技术,卷90,不。1 - 2、64 - 70年,1997页。视图:谷歌学术搜索
  36. m . Cekada p . Panjan m . Maček, p .Šmid”比较Cr-based硬涂层的结构和化学性质,“表面涂层技术卷,151 - 152年31-35,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  37. r . Wuhrer和w . y . Yeung氮气压力效应的实证分析粒径纳米氮化三元涂料的发展,“材料论坛,29卷,第107 - 103页,2005年。视图:谷歌学术搜索
  38. b . c . s . k . Kim Cha, j . s .柳”直流磁控溅射沉积的薄膜NbN公司禁止的过程,”表面涂层技术卷,177 - 178,434 - 440年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  39. s . Veprek m . g . j . Veprek-Heijman p . Karvankova和j . Prochazka”不同的超硬涂层和纳米复合材料的方法,”薄固体电影,卷476,不。1、1至29,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  40. r·f·Bunshah手册的沉积技术电影和涂料岭,诺伊斯出版物,公园,生病,美国,第二版,1994年版。
  41. j·w·李,s . k .天山,y . c .郭”脉冲频率的影响和衬底偏置CrN涂料的力学性能由脉冲直流磁控溅射沉积,”薄固体电影,卷494,不。1 - 2、161 - 167年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  42. w·赫尔和e . Broszeit”的影响组织和机械性能的热处理气急败坏的涂料、”表面涂层技术,卷97,不。1 - 3、335 - 340年,1997页。视图:谷歌学术搜索
  43. j·e·h·Ljungcrantz l . Hultman Sundgren,和l . Karlsson“离子诱导应力代arc-evaporated锡电影,”应用物理杂志,卷78,不。2、832 - 837年,1995页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  44. m . Ohring薄膜的材料科学、学术出版社,波士顿,质量,美国,1993年。
  45. x, s . a . Barnett m . s . Wong和w·d·Sproul”无功不平衡磁控溅射沉积多晶锡/ NbN公司禁止超晶格的涂料、”表面涂层技术卷,57号1,十三至十八页,1993。视图:谷歌学术搜索

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