Влияние легирования Cu и TiN на электрохимическое поведение нанокристаллического Ni, полученного магнетронным распылением

Получена: 12 мая 2021; Исправлена: 04 июня 2021; Принята: 21 июня 2021
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: М. Кумар. Влияние легирования Cu и TiN на электрохимическое поведение нанокристаллического Ni, полученного магнетронным распылением. Письма о материалах. 2021. Т.11. №3. С.315-320
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-3-315-320

Аннотация

Graphical abstract shows the electrochemical behaviour of nanocrystalline Ni, Ni90Cu10, Ni-TiN and Ni90Cu10-TiN thin films processed by reactive magnetron co-sputteringЭлектрохимическое поведение нанокомпозитных покрытий играет важную роль, поскольку они используются в качестве защитных покрытий на различных инструментах, используемых в автомобильной и аэрокосмической промышленности, или на конструкционных материалах. С этой целью нанокристаллические тонкие пленки Ni, Ni90Cu10, Ni-TiN и Ni90Cu10-TiN были нанесены реактивным магнетронным со-распылением на кремниевую подложку. Размеры зерен и фазы, присутствующие в обработанных пленках, были проанализированы с использованием картины дифракции рентгеновских лучей при скользящем падении. Средний размер зерна составляет около 13.6 ± 0.4 нм для Ni и 9.6 ± 0.3 нм для TiN. Микроструктурный и элементный анализы исследуемых образцов до и после электрохимических испытаний были выполнены с помощью автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного рентгеновского анализатора соответственно. Микроструктура пленок чистого Ni показывает образование ямок на поверхности после электрохимических испытаний. Кроме того, электрохимическое поведение этих тонких пленок было исследовано с помощью экспериментов по потенциодинамической поляризации. Обнаружено, что нанокристаллические пленки Ni более подвержены питтинговой коррозии. Кроме того, обнаружено, что стойкость к питтинговой коррозии увеличивается при легировании Cu, а также добавлении TiN в матрицу Ni. Образование защитного слоя TiO2 подтверждено рентгеновской фотоэлектронной микроскопией (XPS).

Ссылки (34)

1. A. M. El-Sherik, U. Erb, G. Palumbo, K. T. Aust. Scripta Metall. Mater. 27 (9), 1185 (1992). Crossref
2. L. Benea, P. L. Bonora, A. Borello, S. Martelli. Wear. 249, 995 (2002). Crossref
3. H. Ferkel, B. Mueller, W. Riehemann. Mater. Sci. Eng. A. 234, 474 (1997). Crossref
4. P. Gyftou, E. A. Pavlatou, N. Spyrellis. Appl. Surf. Sci. 254, 5910 (2008). Crossref
5. M. R. Vaezi, S. K. Sadrnezhaad, L. Nikzad. Coll. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. 315, 176 (2008). Crossref
6. A. Moller, H. Hahn. Nanostruct. Mater. 12, 259 (1999). Crossref
7. P. M. Vereecken, I. Shao, P. C. Searson. J. Electrochem. Soc. 147 (7), 2572 (2002). Crossref
8. X. Zhu, C. Cai, G. Zheng, Z. Zhang, J. Li. Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 21, 2216 (2011). Crossref
9. C. T. J. Low, R. G. A. Wills, F. C. Walsh. Surf. Coat. Tech. 201, 371 (2006). Crossref
10. L. Liu, Y. Li, F. Wang. Electrochim. Acta. 52, 7193 (2007). Crossref
11. K. Bobzin. CIRP J. Manuf. Sci. Techn. 18, 1 (2017). Crossref
12. J. Yi, S. Chen, K. Chen, Y. Xu, Q. Chen, C. Zhu, L. Liu. Ceram. Int. 45, 474 (2019). Crossref
13. R. Dedoncker, P. Djemia, G. Radnóczi, F. Tétard, L. Belliard, G. Abadias, N. Martin, D. Depla. J. Alloy. Compd. 769, 881 (2018). Crossref
14. P. Vlcak, J. Fojt, Z. Weiss, J. Kopeček, V. Perina. Surf. Coatings Technol. 358, 144 (2019). Crossref
15. X. Chen, K. Liu, W. Guo, N. Gangil, A. N. Siddiquee, S. Konovalov. Rapid Prototyping Journal. 25 (8), 1421 (2019). Crossref
16. K. C. Chang, J. R. Zhao, F. Y. Hung. Metals. 11 (1), 87 (2021). Crossref
17. N. Gangil, H. Nagar, R. Kumar, D. Singh. Materials Today: Proceedings. 33, 378 (2020). Crossref
18. S. Balathandan, S. K. Seshadri. Metal. Finish. 92, 49 (1994).
19. M. Kumar, R. Mitra. Thin Solid Films. 624, 70 (2017). Crossref
20. M. Kumar, R. Mitra. Surf. Coat. Technol. 251, 239 (2014). Crossref
21. M. Kumar, S. Mishra, R. Mitra. Surf. Coat. Technol. 228, 100 (2013). Crossref
22. B. P. Sahu, M. Ray, R. Mitra. Materials Characterization. 169, 110604 (2020). Crossref
23. B. D. Cullity. Elements of X-Ray Diffraction, Second. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. (1978).
24. M. Stern, A. L. Geary. J. Electro. Soci. 104, 56 (1957). Crossref
25. M. Stern. Corrosion. 14, 440 (1958).
26. J. A. Ali, J. R. Ambrose. Corrosion Science. 33, 1147 (1992). Crossref
27. K. Banerjee, U. K. Chatterjee. Scripta Met. 44, 213 (2001). Crossref
28. M. R. Zamanzad-Ghavidel, K. Raeissi, A. Saatchi. Materials Letters. 63, 1807 (2009). Crossref
29. T. Tukuda, M. B. Ives. Corrosion Science. 11, 297 (1971). Crossref
30. L. E. Eiselstein, B. C. Syrett, S. S. Wing, R. D. Caligiuri. Corrosion Science. 23 (3), 223 (1983). Crossref
31. E. M. Sherif, A. A. Almajid, A. K. Bairamov, E. Al-Zahrani. Int. J. Electrochem. Sci. 6, 5430 (2011).
32. V. K. Gouda, I. Z. Selim, A. A. Khedr, A. M. Fathi. J. Mater. Sci. Technol. 15, 208 (1999).
33. Q. Feng, T. Li, H. Teng, X. Zhang, Y. Zhang, C. Liu, J. Jin. Surf. Coat. Technol. 202, 4137 (2008). Crossref
34. X. H. Chen, C. S. Chen, H. N. Xiao, F. Q. Cheng, G. Zhang, G. J. Yi. Surf. Coat. Technol. 191, 351 (2005). Crossref

Другие статьи на эту тему

Распределение разориентировок на большеугловых границах деформационного происхождения: определение и анализ на базе данных по дифракции обратно рассеянных электронов на примере железа, подвергнутого большим деформациям
Н.Ю. Золоторевский, В.В. Рыбин, А.Н. Матвиенко, Э.А. Ушанова, С.Н. Сергеев
Влияние предварительной деформации на фазовый состав и прочностные свойства аустенитной нержавеющей стали, формируемые при ионно-плазменной обработке
В.А. Москвина, Е.Г. Астафурова, К.Н. Рамазанов, Г.Г. Майер, С.В. Астафуров, М.Ю. Панченко, Е.В. Мельников, Ю.П. Миронов, Е.А. Загибалова
Влияние ультразвуковой обработки на микроструктуру и микротвердость ультрамелкозернистого никеля, полученного методом кручения под высоким давлением
А.А. Мухаметгалина, А.А. Самигуллина, С.Н. Сергеев, А.П. Жиляев, А.А. Назаров, Ю.Р. Загидуллина, Н.Ю. Пархимович, В.В. Рубаник, Ю.В. Царенко

Финансирование