不同狀態(tài)的TiN涂層電化學(xué)腐蝕機(jī)理研究.pdf

1、TiN由于具有高熔點(diǎn)、高硬度、低摩擦系數(shù)和優(yōu)良的化學(xué)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(yīng)用日益增多。但應(yīng)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(yīng)等離子噴涂技術(shù)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(xué)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(diào)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(duì)涂層電化學(xué)腐蝕過程的影響及機(jī)理，研究結(jié)果表明：
　　1）Ecorr-t和動(dòng)電位極化曲線測(cè)試結(jié)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?yàn)椋篍corr(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(xué)阻抗譜（EIS）的方法研究了TiN在模擬海水中的電化學(xué)腐蝕過程。研究發(fā)現(xiàn)，隨著腐蝕時(shí)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(yīng)的涂層孔隙電阻Rpo經(jīng)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(zhuǎn)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(yīng)了涂層的腐蝕過程的變化。與前一等效電路所對(duì)應(yīng)的是腐蝕介質(zhì)在涂層內(nèi)的滲透過程，后一等效電路所對(duì)應(yīng)的是腐蝕介質(zhì)剛剛滲透到滲透涂層與基體的界面。腐蝕介質(zhì)對(duì)基體的腐蝕產(chǎn)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(chǎn)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(shí)間延遲約140h，可見經(jīng)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