简述NICrwTi合金涂层中合金元素挥发的影响

　　NICrwTi合金涂层中合金元素挥发的影响真空电弧离子镀沉积多元合金涂层过程中，通常认为合金靶中合金化学成份含量与沉积金属中化学成份含量是不相等的，不是等数值不变的转移，而是合金化学成份含量变化出现减少。沉积多元合金涂层是在真空状态下冷阴极合金靶材蒸发，Ni-Cr-W-Ti金属蒸汽形成高汽压，并带有方向性地发射被雾化的多种金属粒子，各合金元素在真空状态下饱和蒸汽压的差异和多元合金靶材合金中合金元素不同的化学成份含量，以及合金靶各合金元素熔点不同，使蒸发材料中的合金元素不是同时全部熔化，阴极电弧的一个或多个弧斑产生合金材料的等离子体和簇团粒子不是持续地在一个平均值附近波动，被沉积的各种金属微粒能量、离子能量、沉积速率是一种热力学与动力学的可变参数，靶阴极发射的等离子体不稳定或局部失衡，其结果可能导致沉积的多元合金涂层中合金元素的化学成份发生随机性变化，偏离要求值，真空电弧NICrWTi多元合金靶上阴极斑点本身在阴极表面形成一个微小的相当集中的高温区，高温区必然使多元合金靶材中有些被高温雾化的合金元素产生挥发，Cr是易挥发、逸损元素之一，Cr在NICrWTi合金涂层中的含量与靶材中比较总是呈现减少，因此设计NICrWTi合金靶原始化学成份总含量，应将Cr-Wt%提高到一定范围，以保证合金涂层中Cr含量达到希望的稳定值。

　　气体压力对涂层厚度的影响，当Ni、Cr、W、Ti合金元素饱和蒸汽压同处于10-4-10-SPa条件下，Cr-960℃，Ti-1200℃，Ni-1200℃，W-2900℃。真空电弧离子镀蒸发Ni、Cr、Ti金属，以及沉积金属时间120min，基材温度（550-570）℃，负偏压采用200V-900V，900V-1500V双向切换方式，涂层厚度由0.03mm减至0.01mm，随着气体压力增加，涂层厚度减小，这是因为随着气体压力增加，气体分子平均自由程减小，蒸发金属浓度降低，而Ni-Cr-W-Ti合金蒸汽压和温度的关系则为，温度越高，蒸汽压越高，蒸汽压随温度变化，蒸汽压仅是温度的函数，通常为了保持一定蒸汽压，必须使合金蒸发温度随气压增加而上升，真空电弧离子镀沉积Ni基合金徐层的研究度大致保持恒定，所以合金蒸发量随气压的增加而减少，涂层的厚度变薄。子团，其次合金膜系组元再有序发展形成Cr+（Ni、Cr相溶粒子团）十Ti+W合金梯度涂层结构。值得注意的是阴极材料蒸发是由于阴极表面局部形成高温小熔池所造成，小熔池蒸发金属不是单一金属Ti，而是Ni、Cr、W、Ti金属的混合离子簇团，合金易蒸发成份优先蒸发。因此，对Ni、Cr、W、Ti各合金元素进行分析比较，认为：采用真空电弧离子镀技术沉积NICrWTi合金涂层用于扬声器NdFeB磁性材料达到很好防腐效果，用于柴油机叶轮也具有防腐、耐磨的优良性能。然而生产应用中主要面临的问题是制做合金靶费用昂贵，若制备合金靶费用能降低，对NICrWTi合金涂层生产推广应用将产生积极的推动作用。真空电弧离子镀沉积NICrWTi合金涂层操作过程简便，易于工业化生产，试验表明：NICrWTi合金涂层结构致密，与金属基材结合强度高，抗氧化、腐蚀性能好，是一项可以在生产中大力推广的高新技术。

(完)