【摘 要】
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铬涂层是一种综合性能优异的防腐涂层,即使在潮湿的环境中也不会被腐蚀。此外,铬涂层具有良好的装饰性能、机械性能和耐热性,十分适合用于汽车轮毂。电镀技术被认为是涂覆机械零件的最常见方法之一,但是对环境和人体都有很大危害,磁控溅射技术是一种很有吸引力的绿色环保的涂层技术,它可以通过简单的工艺控制靶材和涂层的成分,并且具有良好的再现性,这适合于涂层的大规模生产。本文使用磁控溅射技术沉积得到CrNi和CrC
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铬涂层是一种综合性能优异的防腐涂层,即使在潮湿的环境中也不会被腐蚀。此外,铬涂层具有良好的装饰性能、机械性能和耐热性,十分适合用于汽车轮毂。电镀技术被认为是涂覆机械零件的最常见方法之一,但是对环境和人体都有很大危害,磁控溅射技术是一种很有吸引力的绿色环保的涂层技术,它可以通过简单的工艺控制靶材和涂层的成分,并且具有良好的再现性,这适合于涂层的大规模生产。本文使用磁控溅射技术沉积得到CrNi和CrC两种涂层。使用X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）和场发射扫描电镜（SEM）对涂层结构和形貌进行表征。最后,对涂层进行电化学测试,分析涂层的耐腐蚀性能。XRD结果表明CrNi涂层中非晶结构为主并含有少量纳米晶结构,部分样品为完全非晶的结构。SEM和AFM结果表明涂层表面平整致密,粗糙度较低。对涂层进行了电化学测试。镍的添加改善了铬涂层的耐腐蚀性,当镍含量达到35 wt%时,涂层的耐腐蚀性能最佳,腐蚀电位为571 m V,腐蚀电流密度为2.238μA·cm-2,阻抗模值为90 KΩ。EIS结果表明,没有扩散过程发生,Cr65Ni35样品的钝化膜更稳定并且具有更强的耐腐蚀性。XRD结果表明CrC涂层也是非晶和纳米晶结合的结构,部分样品为完全非晶的结构。SEM和AFM结果表明涂层表面光滑致密,粗糙度较低。涂层的截面mapping图中可以看出部分元素渗入到树脂层里,从而提高了涂层的附着力,不容易脱落。通过正交试验分析,有最佳耐腐蚀性能的CrC涂层的实验参数为:氩气流量80cc/min,乙炔流量240 cc/min,靶材与衬底距离100 mm,此时腐蚀电流密度为0.1318μA·cm-2,腐蚀电位为222 m V,阻抗模值为742.5 KΩ。本文通过磁控溅射在短时间内得到银白色工艺的CrNi涂层和黑亮工艺的CrC涂层,有较强的耐腐蚀性能。CrNi涂层的厚度在140 nm左右,CrC涂层的厚度在180nm左右,制备时间较短,适应于表面防腐型轮毂的批量生产。
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