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人工海水环境中不同偏压制备的(TiNbMoZrW)C涂层的摩擦腐蚀性能研究

2023-08-21吴丽欣刘鑫宇王军军

材料保护 2023年8期

吴丽欣,刘鑫宇,王军军

(重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400050)

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在富含氯化物的近海或海洋环境中运行的工业部件受到摩擦腐蚀的双重损害,开发润滑性耐腐蚀材料是海洋资源利用的技术瓶颈之一,通常是采用耐蚀硬质涂层来对金属零件进行防护。近年来,基于对超越传统合金体系功能材料的探索,由5 种或5 种以上元素近等摩尔比组成的多主元涂层引起了学术界较大关注[1,2]。由于高熵效应和晶格畸变效应,以及对能有效形成钝化层的元素如Al、Ti、Cr、Mo 等元素的选取,多主元涂层在酸、碱和盐溶液中均具有良好的耐腐蚀性能[3-5]。反应磁控溅射是设计和优化多主元涂层常用的制备技术之一[6],通过磁控溅射技术制备了大量性能优异的多主元涂层。Chen 等[4]通过调控沉积温度(373~673 K)制备了VAlTiCrCu 高熵合金涂层,结果表明:573 K 沉积的VAlTiCrCu 涂层具有最佳的力学性能和耐腐蚀性,且在H2SO4、NaCl 和NaOH 溶液中表现出不同的摩擦腐蚀性能。由于SO42-对点蚀成核的阻碍作用以及形成摩擦腐蚀产物的保护作用,573 K 沉积的VAlTiCrCu 涂层在H2SO4中的摩擦系数和磨损面积最小,表现出最佳的耐磨蚀性能;VAlTiCrCu 涂层在NaCl溶液中尽管形成了摩擦腐蚀产物,但仍因Cl-的强烈点蚀被严重腐蚀。Kao[3]等采用射频非平衡磁控溅射法制备了不同碳含量的TaNbSiZrCr 碳化物涂层,结果表明:低碳含量涂层在沉积态和1 023 K 退火态均具有较高的硬度(>34.1 GPa),高碳含量涂层表现出最好的摩擦学性能,退火后的涂层在0.1 mol/L NaCl 溶液中表现出良好的耐腐蚀性。……

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