刘鹏，徐新成，秦佳宇，黄大成，张亚龙

（上海工程技术大学工程实训中心，上海 201600）

钻井工程中，钻具的腐蚀问题普遍存在，且腐蚀状况随着钻井环境的恶化而愈加严重。据统计，由于腐蚀造成的钻具损失占75%～85%［1-2］。提高钻具的耐蚀性，除了对钻具材料进行必要的热处理等措施外，还可以通过薄膜将钻具与腐蚀介质隔离以防止材料表面发生腐蚀［3］。近年来，薄膜作为腐蚀防护膜的应用成为热点。薄膜的制备方法有磁控溅射法、化学和物理气相沉积法等［4］。但是，此类方法制得的薄膜都存在缺陷或针孔，会降低其防护性能［5］。

原子层沉积（Altomic Layer Deposition，ALD）是化学气相沉积衍生出的一种薄膜沉积方法，是制备超薄无孔防护薄膜的理想方法。用ALD 制备的薄膜均匀，并具有良好保形性［6-7］。薄膜的均匀性体现在平坦的基底表面以及非常狭窄的孔和沟槽中，当选择合适的温度、前驱体流量、循环次数等参数时，各反应步骤达到饱和，薄膜生长得到控制，并在表面均匀分布。饱和ALD 反应还可以通过反应周期控制薄膜厚度［8］。尽管ALD 制备的薄膜性能优良，但实际应用十分有限［9］。MARIN 等［10］研究表明，采用ALD 制备的几百纳米厚氧化钛和氧化钽薄膜对不锈钢腐蚀有很好的保护作用。ALD 制备的超薄氧化钛薄膜（厚度约为50 nm）有效提高了不锈钢的耐蚀性［11］。

本工作以三甲基铝和水为前驱体，160 ℃下在钻具用37Cr Mn Mo钢表面制备Al2O3薄膜，研究了在中性含氯腐蚀环境中薄膜的防护性能。通过表面分析、线性扫描伏安法（LSV）和电化学阻抗法（EIS）分析薄膜的密封性能和阻隔性能，以及薄膜厚度对其防护性能的影响，以期为层沉积技术的应用提供参考。……