采用磁控濺射法在鋼材表面鍍鈦膜研究.pdf

1、鈦具有低密度、高比強度、耐腐蝕、高的儲氫性能，是生物相容性最好的金屬材料，被廣泛應(yīng)用于航空航天、船艇、熱能、建筑、化工和汽車、體育器材等日常生活等領(lǐng)域。但由于鈦的冶煉過程復(fù)雜，成本較高，使鈦很難在民用和工業(yè)上大量應(yīng)用。利用磁控濺射技術(shù)，以原料豐富和價格低廉的鋼材為基體，將鈦與鋼復(fù)合制備鋼鈦復(fù)合材料，使其耐腐蝕性優(yōu)于鋼材，擴展了材料的使用領(lǐng)域和使用壽命，降低生產(chǎn)成本，從而促使鈦材在工業(yè)上大量應(yīng)用，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。
　　 磁控濺

2、射與其他真空鍍膜技術(shù)相比，具有沉積速率高、基片溫度低和低損傷等特點：濺射膜層均勻、致密、純度高，附著性好，還可大面積鍍制薄膜。整個鍍膜過程不產(chǎn)生其余有害廢氣、廢液，綠色環(huán)保。
　　 本課題分別控制沉積時間、功率、偏壓、真空度和靶距等參數(shù)，在鋼材表面沉積一層鈦金屬薄膜，用SEM與XRD對鈦膜的表面形貌和物相進(jìn)行觀察和表征，并對復(fù)合材料的耐腐蝕性能和力學(xué)性能進(jìn)行研究。得到下述研究結(jié)果：
　　 1、本研究最佳工藝參數(shù)為：鍍膜時

3、間100min；功率145.6W；真空度1.0Pa；偏壓140V；靶距35mm。
　　 2、在此工藝條件下，鈦膜表面平整、界面致密、缺陷少。電化學(xué)腐蝕實驗，研究表明鋼鈦復(fù)合材料腐蝕電位較基底鋼材明顯正移，具有穩(wěn)定的鈍化區(qū)域。浸泡實驗，研究表明復(fù)合材料的耐蝕率是鋼材的34倍，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性能。
　　 3、拉伸試驗表明，在最佳工藝條件下制得的鈦膜與基材之間抗拉強度達(dá)8.36MPa，是普通鍍鋅層的2.2倍，證明其擁有良好