Структура, електричні та корозійні властивості квазікристалічних тонких плівок Al–Cu–Fe–Sc

Автори С.І. Рябцев, В.А. Полонський, О.В. Сухова , М.В. Берун
Приналежність

Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, просп. Гагаріна, 72, 49010 Дніпро, Україна

Е-mail siryabts@gmail.com
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 5
Дати Одержано 27 квітня 2019; у відредагованій формі 08 жовтня 2019; опубліковано online 25 жовтня 2019
Посилання С.І. Рябцев, В.А. Полонський, О.В. Сухова, М.В. Берун, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 5, 05020 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(5).05020
PACS Number(s) 81.15.Fg, 61.43.Dq, 64.60.My
Ключові слова Іонно-плазмове напилення, Квазікристалічні плівки, Електричний опір (8) , Корозія (4) .
Анотація

Квазікристалічні плівки номінального складу Al66.5Cu20Fe13Sc0.5 товщиною 200-260 нм, охолоджені зі швидкістю 1012-1014 K/с, були вперше отримані модернізованим методом триелектродного іон-плазмового напилення. Плівки осаджували на підкладки, виготовлені з NaCl або сіталу. Покриття аналізували за допомогою рентгеноструктурного аналізу (РСА), скануючої електронної мікроскопії (СEM) та трансмісійної електронної мікроскопії (TEM). Електричний опір вимірювали чотиризондовим методом. Корозійну поведінку в 3 %, 5 % та 16 % водних розчинах NaCl вивчали за допомогою потенціодинамічного методу та модельних випробувань. Осаджені плівки мають наноквазікристалічну ікосаедричну структуру. Після додавання Sc розміри ділянок когерентного розсіювання зменшуються з 3 нм до 1,6 нм. Вимірювання електричного опору під час нагріву вказують на те, що досліджена плівка Al–Cu–Fe–Sc стабільна до температури 623 K. Додавання Sc до плівки Al–Cu–Fe знижує термічну стабільність квазікристалічної фази. Зменшення формуючої здатності квазікристалічної i-фази проявляється в зниженні температури фазового переходу на 100 K у разі додавання Sc. Після відпалу протягом 3 годин за температури 873 K спостерігається укрупнення результуючої структури, при цьому розміри ділянок когерентного розсіювання збільшуються в два рази. Введення Sc до складу плівки Al–Cu–Fe сприяє збільшенню її корозійної тривкості в сольових розчинах. Корозія свіжонапиленої плівки Al–Cu–Fe–Sc відбувається з найменшою швидкістю, однак після відпалу ця плівка кородує з найбільшою швидкістю. Зі збільшенням концентрації натрій хлориду в сольових розчинах з 3 % до 16 %, величини стаціонарних потенціалів корозії зміщуються в бік більш негативних значень. Модельні корозійні випробування протягом 1, 2, 3, 4, 8 діб показують, що всі досліджені плівки практично не кородують у 5 % розчині NaCl. Після перебування в сольовому розчині на поверхні плівок не виявлено слідів пітінгової корозії, характерної для литих сплавів Al–Cu–Fe.

Перелік посилань