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镁合金表面导电且耐蚀双功能涂层的设计、制备及性能研究

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本论文针对镁合金在航空航天、电子器件领域对导电且耐腐蚀的特殊应用要求，采用磁控溅射技术在镁合金表面制备了导电且耐腐蚀的金属/化合物单层、多层双功能涂层并系统研究了涂层成分-结构-性能之间的关系。研究结果表明，在众多金属涂层中，Hf涂层在短期和长期腐蚀实验中均对镁合金表现出优良的腐蚀防护作用。这是因为Hf涂层与镁合金基体具有较小的电位差、良好的结合力及Hf涂层自身具有较好的耐腐蚀性能。在次基础上采用间歇性反应磁控溅射方式在镁合金表面制备了导电且耐腐蚀的Hf/HfN多层涂层。伴随Hf涂层柱状晶生长而产生的纳米尺度的针孔缺陷被尺寸较大的纳米晶HfN子层所阻隔。纳米晶结构的HfN子层显著降低涂层整体孔隙率，并增加腐蚀介质扩散所需的能量，表现出比Hf单层更显著的阻隔效应。但是，HfN子层的厚度需要严格控制在一定范围内以避免涂层出现剥落。此外，得益于HfN良好的电子传输能力，Hf/HfN多层涂层表现出与镁合金相近的导电性能。