【摘 要】
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海水环境及腐蚀性介质对海洋开发设备及机械等零部件的腐蚀损伤问题严重制约着设备的高效、稳定运转。CrN基多层薄膜以其高硬度、耐磨损、耐腐蚀等优异性能在腐蚀性介质中有广阔的应用前景。本文采用多弧离子镀技术制备了ZrN/CrZrN、CrN/CrZrN和CrN/CrAlN多层涂层,研究了调制周期、调制比和界面对多层涂层结构、机械性能和耐腐蚀性能的影响,评价了多层涂层在3.5 wt%Na Cl溶液中的腐蚀行
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海水环境及腐蚀性介质对海洋开发设备及机械等零部件的腐蚀损伤问题严重制约着设备的高效、稳定运转。CrN基多层薄膜以其高硬度、耐磨损、耐腐蚀等优异性能在腐蚀性介质中有广阔的应用前景。本文采用多弧离子镀技术制备了ZrN/CrZrN、CrN/CrZrN和CrN/CrAlN多层涂层,研究了调制周期、调制比和界面对多层涂层结构、机械性能和耐腐蚀性能的影响,评价了多层涂层在3.5 wt%Na Cl溶液中的腐蚀行为,探讨了多层涂层的耐腐蚀机理。主要结论如下:1.通过多弧离子镀技术制备了ZrN/CrZrN多层涂层和单层涂层（ZrN和CrZrN）。通过调整ZrN层的厚度,研究了调制比对ZrN/CrZrN多层涂层耐腐蚀性能的影响。结果表明ZrN/CrZrN多层涂层具有较高的硬度和韧性等机械性能,当调制比(t CrZrN/t ZrN)为7.4:1时,ZrN/CrZrN多层涂层具有优异的耐腐蚀性能。CrZrN/ZrN多层涂层的高氧化物含量、致密的多层结构和局部共格界面增强的界面强度抑制了腐蚀性介质的渗透和贯穿,提高了薄膜的耐腐蚀性能。2.通过多弧离子镀技术制备了不同界面的CrZrN/ZrN和CrZrN/CrN多层涂层。CrZrN/CrN多层涂层具有优异的耐腐蚀性能,阻抗值可达到10~8Ωcm~2数量级,而CrZrN/ZrN多层涂层具有较好的力学性能,其硬度和韧性较高。此外,CrZrN/ZrN多层涂层的热稳定性能较好。3.通过多弧离子镀技术制备了CrAlN/CrN多层涂层。通过调整CrN和CrAlN层的沉积时间,研究了不同调制周期对CrAlN/CrN多层涂层性能的影响。研究发现CrAlN/CrN多层涂层择优取向为（Al,Cr）N（111）晶面为,不同调制周期对CrAlN/CrN多层涂层的耐腐蚀性能有一定的影响,特别当调制周期为85 nm时,CrAlN/CrN多层涂层具有较高的硬度、弹性模量和优异的耐腐蚀性能。
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