原子层沉积纳米氧化物膜对Al-SiC复合材料腐蚀保护的研究
Hou-Jen Chen1, Ying-Chu Chen1, Pi-Chen Lin1
1Department of Materials Science and Engineering, National Taiwan University, Taipei 106319, Taiwan.
Materials (Basel, Switzerland)
|September 28, 2023
概括
像HfO2这样的薄膜的原子层沉积 (ALD) 有效地保护基复合材料 (AMC) 免受腐蚀. HfO2涂层显著降低了腐蚀率,并防止了穿孔,提高了AMC的耐用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 腐蚀工程 腐蚀工程
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 矩阵复合材料 (AMC) 具有理想的性能,但由于陶颗粒强化,其腐蚀率很高.
- -SiC接口上的微裂加剧了Al-SiC复合材料的腐蚀,限制了它们的实际应用.
研究的目的:
- 研究原子层沉积 (ALD) 的有效性,用于在Al-SiC复合材料上涂上保护性薄膜.
- 评估HfO2,ZrO2,TiO2和Al2O3薄膜对微裂纹引起的腐蚀所提供的耐腐蚀性增强.
主要方法:
- 使用ALD技术在Al-SiC复合材料 (20体积%SiC) 上沉积HfO2,ZrO2,TiO2和Al2O3薄膜.
- 在1.5%重量NaCl溶液中进行电化学腐蚀测试.
- 电化学阻抗光谱学 (EIS) 分析.
- 盐喷涂测试,以评估坑道的耐腐蚀性.
主要成果:
- ALD薄膜有效地减轻了Al-SiC复合材料中微裂纹诱导的腐蚀.
- 在HfO2薄膜中,腐蚀电流密度减少最为显著 (从1.27 × 10−6 A/cm2降至5.89 × 10−11 A/cm2).
- 在96小时的盐喷涂测试后,HfO2涂层产生了2.0 × 1016 Ω·cm2的最高极化阻力 (Rp) 和优异的耐蚀性.
结论:
- ALD沉积的薄膜,特别是HfO2,在提高Al-SiC复合材料的耐腐蚀性方面非常有效.
- HfO2涂层提供了强大的屏障,防止微裂纹引起的腐蚀和蚀,提高AMC的长期耐用性.
