《表1 基体和薄膜的电化学极化曲线参数》

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《不同负偏压下磁控溅射纳米TiAlN薄膜的微观结构与耐蚀性能》

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图4a为AZ31基体和3种薄膜的电化学极化曲线，从曲线中经过外推法得到的电化学数据如表1所示。由图4a和表1可知，3种负偏压下的薄膜都向着提高腐蚀电位和降低电流密度的方向移动。对比发现:负偏压为45 V时，薄膜的腐蚀电位最高，腐蚀电流密度最低，说明薄膜的惰性最强，保护性能最佳；对比负偏压为60 V和30 V的薄膜，发现60 V薄膜的腐蚀电位最负，表明受到腐蚀破坏的可能性最大，但60 V时薄膜的腐蚀电流密度低于30 V时薄膜的，表明其腐蚀速率较慢，说明薄膜的防腐蚀性能较好。为了进一步研究薄膜的耐腐蚀性能，测试了薄膜的EIS谱，AZ31和薄膜在其还原电位下的Nyquist谱和Bode谱见图4b和图4c，图4d为AZ31的Nyquist谱的放大。分析图4b和4d发现，在1.0×（10-1～105）Hz频率范围内3组薄膜和基体均由1个高频容抗弧和1个低频感抗弧组成，容抗弧半径越大，对应的法拉第阻抗越大，材料的耐蚀性能越好[19]。薄膜的容抗弧半径远大于基体的，而且负偏压为45 V时的薄膜的容抗弧半径最大，表明其耐腐蚀性能最好，其次是30 V的薄膜，60 V薄膜的保护性最差。由图4c可以清楚地看出，薄膜的阻抗值45 V时>30V时>60 V时，同样表明45 V薄膜的耐腐蚀性能最好。薄膜的保护性主要受其内部晶体结构、晶粒大小、膜层表面缺陷等因素的影响，从图2c的表面SEM形貌中可以看出，60 V薄膜的表面存在空洞，这会成为侵蚀性离子进入薄膜内部的通道，因此60 V薄膜的保护性最差。