การเคลือบและปรับปรุงผิวฟิล์มบางไทเทเนียมอลูมิเนียมอัลลอยด์ด้วยวิธีสปัตเตอริงสำหรับงานป้องกันการกัดกร่อน

Abstract

ฟิล์มบางไทเทเนียมอลูมิเนียมอัลลอยด์เคลือบบนแผ่นซิลิกอนและแผ่นสแตนเลสสตีลด้วยวิธีสปัตเตอริง โดยศึกษาผลของกระแสไฟฟ้าให้กับเป้าสารเคลือบไทเทเนียมและอลูมิเนียม ความดันรวมขณะเคลือบ และระยะห่างจากเป้าสารเคลือบถึงวัสดุรองรับ ที่มีต่อสมบัติทางกายภาพของฟิล์มที่เคลือบได้ด้วย EDX, XRD, SEM, AFM, การวัดมุมสัมผัส และโพเทนชิโอสแตท จากผลการทดลอง เมื่ออัตราส่วนของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเป้าสารเคลือบอลูมิเนียมต่อไทเทเนียมเพิ่มขึ้นจาก 0.375 ถึง 1.5 พบว่าอัตราส่วนของปริมาณธาตุอลูมิเนียมต่อไทเทเนียมในฟิล์มเพิ่มขึ้น ในขณะที่เมื่ออัตราส่วนของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเป้าสารเคลือบอลูมิเนียมต่อไทเทเนียมเท่ากับ 1.0 และ 1.5 ฟิล์มที่เคลือบได้มีโครงสร้างผลึกแบบเตตระโกนอลซึ่งเป็นเฟส -TiAl โดยที่อัตราส่วนของ กระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเป้าสารเคลือบอลูมิเนียมต่อไทเทเนียมเท่ากับ 1.5 ฟิล์มที่เคลือบได้มีความเป็นผลึก ความหยาบผิว ความไม่ชอบน้ำ และความต้านทานต่อการกัดกร่อนมากที่สุด เมื่อความดันรวมขณะเคลือบเพิ่มขึ้นจาก 3.0x10-3 mbar ถึง 6.0x10-3 mbar พบว่าฟิล์มที่เคลือบได้มีขนาดผลึกความหยาบผิว ความหนา และความไม่ชอบน้ำลดลง โดยฟิล์มเคลือบได้ที่ความดันรวมขณะเคลือบเท่ากับ 3.0x10-3 mbar มีอัตราการกัดกร่อนน้อยที่สุด เมื่อระยะห่างจากเป้าสารเคลือบถึงวัสดุรองรับเพิ่มขึ้นจาก 12 cm ถึง 16 cm พบว่าอัตราส่วนของปริมาณธาตุอลูมิเนียมต่อไทเทเนียมในฟิล์ม ความเป็นผลึก ขนาดผลึก ขนาดเกรน ความหนา และอัตราการกัดกร่อนของฟิล์มที่เคลือบได้มีค่าลดลง