采用直流/射頻磁控濺射法，在不同氮流量比條件下制備了CrN涂層。利用掃描電鏡、X射線衍射、顯微硬度計和電化學測試系統研究了氮流量比對涂層組織和性能的影響，并對涂層腐蝕機制進行了初步探討。研究結果表明：不同氮流量比條件下，直流濺射CrN涂層呈現明顯的柱狀晶，組織疏松，而射頻濺射涂層結構都比較致密，導致射頻涂層的耐腐蝕性明顯優于直流涂層；在直流條件下，氮流量比為70%時的CrN涂層耐蝕性最佳。

　　CrN涂層不但具有優良的熱穩定性、較高硬度、良好的耐磨性和抗腐蝕性，而且顯示出優越的電性能及其與GaN的良好晶格匹配功能，使其不僅用于機械制造工業，還在生物、光電子器件和綠色能源等方面有著廣闊的發展前景。磁控濺射法具有高速、低溫、低損傷等特點，因此，CrN涂層多采用此法制備。研究表明，磁控濺射法制備CrN涂層時，氮流量比、工作氣壓、濺射功率和濺射溫度等工藝參數均會對涂層組織和力學性能產生影響，且氮流量比的影響相對較大。但氮流量比對涂層耐腐蝕性的影響卻鮮有研究，為此，本文結合磁控濺射兩種方法(直流/射頻)，探討氮流量比對涂層耐腐蝕性能的影響。

1、實驗

　　實驗采用JGP450A2型超高真空磁控濺射儀制備直流/射頻CrN涂層。基片為鏡面304不銹鋼，靶材為純度99.8%的Cr(尺寸為580mm×5mm)。在氮氣流量保持10mL/min不變的情況下，通過調節氬氣流量，制備不同氮流量比(即N2/(Ar+N2)分別為30%~100%)的直流/射頻CrN涂層。涂層沉積過程中，本底真空度6×10^-4Pa，基底偏壓-50V，工作氣壓0.5Pa，濺射功率150W。為增加涂層與基底的結合力，在基片上先沉積一層Cr作為中間層，沉積時間5min。濺射過程中靶基距均為60mm，基底由水冷卻。

　　涂層采用德國Bruker公司生產的D8DISCOVER型X射線衍射儀(XRD)進行物相分析，選用的輻射源為銅KA，K=1.5406nm，管電壓為40kV，管電流為40mA，采用連續掃描的方式，2H角掃描范圍為30°~85°。顯微硬度測試在FM-700數字式顯微硬度計上進行，載荷為0.098N，測試6點取平均值。使用Partstat2273電化學測試系統測量氮化鉻涂層在1mol/L鹽酸溶液中的動態極化曲線，試驗采用三電極體系，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，輔助電極為不銹鋼電極，工作電極為所測試樣，工作面積為1cm2，試驗時涂層先浸泡在溶液中20min，獲得穩定的開路電位后進行測試。掃描電位-1000~200mV，掃描速度1mV/s。本文采用線性極化曲線的方法計算極化電阻，并利用測得的動態極化曲線獲得腐蝕電流icorr。采用Sirion場發射掃描電子顯微鏡(SEM)觀察涂層腐蝕前后的形貌，并測定涂層厚度。

3、結論

　　(1)射頻磁控濺射CrN涂層的耐腐蝕性優于直流涂層。

　　(2)在直流磁控濺射條件下，氮流量比為70%的CrN涂層腐蝕電流最低，耐腐蝕性最佳。

　　(3)射頻涂層的結構致密性是其耐腐蝕的關鍵，涂層厚度對耐腐蝕性影響不大。