Влияние концентрации меди на микроструктуру, остаточные напряжения и коррозионные свойства пленок сплава Ni100−x-Cux, полученных методом совместного магнетронного распыления

Получена 19 сентября 2021; Принята 21 октября 2021;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: М. Кумар. Влияние концентрации меди на микроструктуру, остаточные напряжения и коррозионные свойства пленок сплава Ni100−x-Cux, полученных методом совместного магнетронного распыления. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.462-466
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-462-466

Аннотация

Graphical abstract shows the formation of pits on the surface of the processed thin films by magnetron sputteringСплавы на основе никеля приобрели важное значение из‑за их очень хороших механических свойств, а также их электрохимического поведения в различных условиях окружающей среды. В связи с этим, тонкие пленки нанокристаллических сплавов Ni-Cu были получены RF / DC магнетронным распылением в среде газа Ar для различной концентрации меди (10 %, 21 %, 28 % и 39 %). Определение размера зерен, идентификация фаз и измерение остаточного напряжения проводились с использованием метода дифракции рентгеновских лучей. Наблюдается остаточное напряжение сжатия, и величина напряжения сжатия увеличивается с увеличением концентрации Cu в пленках сплава Ni100−x-Cux. Электрохимическое поведение тонких пленок сплава Ni100−x-Cux было исследовано с помощью экспериментов по потенциодинамической поляризации, которые выявили подверженность питтинговой коррозии. Скорость коррозии снижается с 0.92×10−2 до 0.26×10−2 мм / год при увеличении концентрации Cu с 10 % до 39 %. Микроструктура тонких пленок сплава Ni100−x-Cux была исследована с помощью автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа (FESEM). Микрофотография FESEM показывает образование ямок, размер ямок уменьшается с увеличением концентрации легированной меди. Экспериментальные результаты также показывают, что повышение коррозионной стойкости может коррелировать с развивающимся остаточным напряжением в пленках.

Ссылки (30)

1. M. Metikos-Hukovica, I. Skugorb, Z. Grubacb, R. Babic. Electrochim. Acta. 55, 3123 (2010). Crossref
2. A. A. Khadom, A. S. Yaro. Russ. J. Phys. Chem. A. 85, 2005 (2011). Crossref
3. S. Mukherjee, A. K. Ghosh. Mater. Sci. Eng. A. 528, 3289 (2011). Crossref
4. A. A. Khadom, A. S. Yaro, A. Y. Musa, A. B. Mohamad, A. H. Kadhum. J. Korean Chem. Soc. 56, 406 (2012). Crossref
5. S. Bhattacharya, G. P. Dinda, A. K. Dasgupta, H. Natu, B. Dutta, J. Mazumder. J. Alloys Compd. 509, 6364 (2011). Crossref
6. E. Pellicer, A. Varea, S. Pané, K. M. Sivaraman, B. J. Nelson, S. Suriñach, M. D. Baró, J. Sort. Surf. Coat. Technol. 205, 5285 (2011). Crossref
7. A. Varea, E. Pellicer, S. Pané, B. J. Nelson, S. Suriñach, M. D. Baró, J. Sort. Int. J. Electrochem. Sci. 7, 1288 (2012).
8. I. Baskaran, T. S. N. Sankara Narayanan, A. Stephen. Mater. Lett. 60, 1990 (2006). Crossref
9. M. Alper, H. Kockar, M. Safak, M. C. Baykul. J. Alloys Compd. 453, 15 (2008). Crossref
10. Q. Do, H. An, G. Meng, W. Li, L. Zhang, Y. Wang, B. Liu, J. Wang, F. Wang. J. Mater. Sci. Technol. 35, 2144 (2019). Crossref
11. M. S. Safavi, M. Fathi, S. Mirzazadeh, A. Ansarian, I. Ahadzadeh. Surface Engineering. 37, 226 (2021). Crossref
12. M. Kumar. Letters on Materials. 11 (3), 315 (2021). Crossref
13. S. K. Ghosh, A. K. Grover, G. K. Dey, M. K. Totlani. Surf. Coat. Technol. 126, 48 (2000). Crossref
14. S. Konovalov, K. Osintsev, A. Golubeva, V. Smelov, Y. Ivanov, X. Chen, I. Komissarova. Journal of Materials Research and Technology. 9 (4), 8796 (2020). Crossref
15. S. Qian, Y. Dai, Y. Guo, Y. Zhang. Materials. 14 (4), 781 (2021). Crossref
16. X. Yang, Y. Yagodzinskyy, Y. Ge, E. Lu, J. Lehtonen, L. Kollo, S. P. Hannula. Metals. 11 (6), 872 (2021). Crossref
17. L. Liu, Y. Li, F. Wang. Electrochim. Acta. 52, 7193 (2007). Crossref
18. M. Kumar, R. Mitra. Thin Solid Films. 624, 70 (2017). Crossref
19. M. Kumar, R. Mitra. Surf.Coat.Technol. 251, 239 (2014). Crossref
20. M. Kumar, S. Mishra, R. Mitra. Surf.Coat.Technol. 228, 100 (2013). Crossref
21. S. G. Hur, D. J. Kim, B. D. Kang, S. G. Yoon. J. Vac. Sci. Technol., B. 22, 2698 (2004). Crossref
22. Y. W. Huang, T. Y. Chao, C. C. Chen, Y. T. Cheng. Appl. Phys. Lett. 90, 244105 (2007). Crossref
23. D. Goranova, G. Avdeev, R. Rashkov. Surface & Coatings Technology. 240, 204 (2014). Crossref
24. Y. Deo, S. Guha, K. Sarkar, P. Mohanta, D. Pradhan, A. Mondal. Applied Surface Science. 515, 146078 (2020). Crossref
25. G. K. Williamson, W. H. Hall. Acta Metall. 1, 22 (1953). Crossref
26. M. Stern, A. L. Geary. J. Electro. Soci. 104, 56 (1957). Crossref
27. M. Stern. Corrosion. 14, 440 (1958).
28. E. M. Sherif, A. A. Almajid, A. K. Bairamov, E. Al-Zahrani. Int. J. Electrochem. Sci. 6, 5430 (2011).
29. J. A. Ali, J. R. Ambrose. Corrosion Science. 33, 1147 (1992). Crossref
30. K. Banerjee, U. K. Chatterjee. Scripta Met. 44, 213 (2001). Crossref