不同狀態(tài)的TiN涂層電化學腐蝕機理研究.pdf

1、TiN由于具有高熔點、高硬度、低摩擦系數(shù)和優(yōu)良的化學穩(wěn)定性等性能廣泛用作涂層材料，在腐蝕環(huán)境中的研究與應用日益增多。但應用較多的是氣相沉積的TiN薄膜，薄膜厚度較小，降低其在腐蝕環(huán)境中的耐蝕性。本文采用反應等離子噴涂技術制備了平均厚度為300μm的TiN涂層。采用Ecorr-t、極化曲線和電化學阻抗譜（EIS）以及掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDS）、X射線衍射（XRD）等方法，研究了采用調整制備的工藝參數(shù)-噴涂功率及后續(xù)封孔處

2、理和熱處理對涂層電化學腐蝕過程的影響及機理，研究結果表明：
　　1）Ecorr-t和動電位極化曲線測試結果表明，噴涂功率為21kW、24kW及28kW制備TiN涂層的Ecorr及Icorr的大小排序為：Ecorr(28kW)>Ecorr(24kW)>Ecorr(21kW)>Ecorr(sub)，Icorr(28kW)

3、24kW的20%，隨著噴涂功率的增大，涂層的孔隙率降低是涂層耐蝕性提高的主要原因。
　　2）利用電化學阻抗譜（EIS）的方法研究了TiN在模擬海水中的電化學腐蝕過程。研究發(fā)現(xiàn)，隨著腐蝕時間的增加，TiN涂層的EIS等效電路由Rs(RpoQc)變?yōu)镽s(Qc(Rpo(RtQdl)))，相應的涂層孔隙電阻Rpo經歷由大變小，再由小變大的變化過程，涂層電容Qc的變化與其相反。隨后，雙電層電容Qdl和電荷轉移電阻Rt分別發(fā)生由小變大及由大

4、變小的變化，這一變化反應了涂層的腐蝕過程的變化。與前一等效電路所對應的是腐蝕介質在涂層內的滲透過程，后一等效電路所對應的是腐蝕介質剛剛滲透到滲透涂層與基體的界面。腐蝕介質對基體的腐蝕產物又影響到Rt、Qdl及Rpo、Qc參數(shù)的變化，從而又阻止涂層的腐蝕過程。
　　3）由EIS發(fā)現(xiàn)，噴涂功率為21kW制備的涂層在溶液中腐蝕0.5h后，等效電路便發(fā)生變化，而由28kW制備的涂層腐蝕5h后，等效電路才發(fā)生變化，腐蝕溶液才滲透到涂層與基體

5、的界面。這表明，由28kW制備的涂層耐蝕性約是由21kW制備涂層的10倍。涂層組織致密是產生這種差別的根本原因。
　　4）由HT767B封孔劑封孔處理的TiN涂層較封孔前的Ecorr值提高了25%，Icorr降低了30%，孔隙率降低了0.44%。封孔后，腐蝕溶液滲入到涂層/基體界面的時間延遲約140h，可見經HT767B封孔處理的TiN涂層耐蝕性明顯提高。
　　5）800℃×6h大氣熱處理后TiN涂層與未處理涂層相比，腐蝕電