报告题目:

采用SiN/AlSiN/AlN成分梯度策略构建高硬耐蚀AlSiN彩色涂层

报告人:

李凤吉

所在单位:

西南大学材料与能源学院

报告人简介：

李凤吉，博士，西南大学副教授，重庆市第四类人才，主要从事高颜值功能性装饰薄膜，类金刚石薄膜，高硬耐蚀金属硅化物涂层，硅纳米线生长机理的研究。主持重庆市自然科学基金面上项目1项，重庆市留学生创新类启动项目1项，西南大学人才引进基金1项，企业横向项目3项，授权国家发明专利3项，发表SCI论文20余篇，发表英文书籍章节1篇。

摘要：

基于干涉效应，AlN/Si/Al涂层的颜色可由表层AlN的厚度控制。然而，硅层与铝层之间的硬度差异较大，涂层负载能力会受到影响。由于表层AlN存在穿透缺陷，耐腐蚀性相对较弱。因此，本研究在该涂层的Si/Al层之间沉积了SiN/AlSiN/AlN夹层作为过渡层，分别使用X射线光电子能谱、掠入射X射线衍射、原子力显微镜、扫描电子显微镜、色度计、纳米压痕仪器和电化学腐蚀仪对AlSiN多层膜的化学状态、结构、形貌、颜色、硬度和耐蚀性能进行了表征。为了研究其长期耐蚀性，将AZ31B镁合金以及镀有AlN/Si/Al和AlN/Si/SiN/AlSiN/AlN/Al的AZ31B镁合金分别浸入盐溶液浸泡，然后进行形态和成分表征。结果表明，SiN/AlSiN/AlN夹层具有成分和硬度梯度。AlN晶体从Al结合层连续生长到AlSiN层，形成内部纵向晶界。涂层表面变得更加光滑，粗糙度为12.6 nm。涂层颜色受AlN表层厚度的控制。涂层硬度从6.5GPa增加到20.6GPa。涂层腐蚀电流密度从2.02×10^-6A/cm²降至1.99×10^-8A/cm²。梯度夹层结构有效缓解了硅层和铝层之间的硬度差异，抑制了腐蚀介质的渗透。最后，通过一个模型解释了耐蚀性增强的机理。