镀锌板表面磁控溅射法制备Al-Mg合金镀层及其性能研究

论文摘要

目前,镀锌板已经广泛用于汽车、家电和建筑等工业。热镀锌仍是钢材防蚀方法中应用最普遍的、最有效的工艺措施。但是最近几年,金属锌的价格成倍上涨,热镀锌板的锌镀层比较厚,使得热镀锌板的成本太高,而电镀锌板由于镀层较薄,耐腐蚀性不如热镀锌板。本研究是在镀锌板表面应用双靶磁控溅射镀技术制备Al-Mg合金镀层并研究其镀层性能,主要目的就是提高其耐蚀性能。通过改变Al靶与Mg靶功率控制Al-Mg合金成分,改变温度、Ar气压强和溅射时间确定最佳磁控溅射工艺。采用双靶磁控共溅射法在镀锌板基上制备出了不同工艺条件的Al-Mg合金镀层,研究了制备工艺条件与Al-Mg合金镀层性能之间的关系。研究结果表明：使用磁控共溅射方法,制备的Al-Mg合金镀层光泽度好,表面光滑平整,为银白色的金属镀层；用扫描电镜观察显示制备的Al-Mg合金镀层分布均匀,排列紧密,膜的附着性也较好,合金化程度很好,晶体颗粒均匀,测出具体的Al-Mg成分比例；用X射线衍射仪检测Al-Mg镀层的主要组分为Al12Mg17,择优取向为（411）；通过电化学试验和盐雾试验表明,Al-Mg合金镀层有着良好的耐腐蚀性,最佳工艺条件：Mg靶功率为8.5W,Al靶功率为565W,镀层的成分为：Mg 4.12wt%, Al 95.88wt%,基片温度为200℃,此工艺条件下镀层耐腐蚀可达96小时。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电镀行业的发展状况
• 1.3 磁控溅射镀膜发展及应用
• 1.3.1 磁控溅射镀膜原理及特点
• 1.3.2 磁控溅射镀膜技术进展
• 1.3.3 影响磁控溅射的主要因素
• 1.3.4 磁控溅射靶材
• 1.3.5 磁控溅射镀膜的应用
• 1.3.6 新型磁控溅射镀膜工艺
• 1.3.7 其他制备薄膜的方法
• 1.4 国内外研究状况及进展
• 1.5 本论文的主要工作
• 第2章 实验原理及方法
• 2.1 实验设备
• 2.1.1 试验设备的主要部分
• 2.1.2 其它实验仪器
• 2.1.3 实验试剂及材料
• 2.2 实验原理
• 2.2.1 辉光放电原理
• 2.2.2 磁控溅射的工作原理
• 2.2.3 主要工艺参数
• 2.2.4 磁控溅射的温升原因及低温原理
• 2.2.5 电化学试验
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 基片的清洗
• 2.3.2 实验设计
• 2.3.3 Al-Mg镀层的制备步骤
• 2.3.4 Al-Mg薄膜的表征
• 第3章 实验结果与分析
• 3.1 Al-Mg合金镀层的外观
• 3.2 Al-Mg合金镀层的表面形貌和成分
• 3.2.1 Al-Mg合金镀层表面形貌
• 3.2.2 Al-Mg合金镀层成分
• 3.3 Al-Mg合金镀层XRD分析
• 3.4 Al-Mg合金镀层电化学分析
• 3.5 Al-Mg合金镀层耐盐雾试验分析
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢