薄膜钝化过程研究方法及其应用

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1994.s1.009 第16卷增刊 北京科技大学学报 Vol.16 1994年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.1994 薄膜钝化过程研究方法及其应用 周虹晖 李辉勤 孙冬柏 杨德钧 (表面科学与腐蚀工程系) 摘要根据传统擦伤电极试验原理，自行设计了一套用于薄膜材料钝化过程研究的装置，由 于它采用的是断裂方式产生裸表面，因而克服了传统擦伤方式裸表面逐渐暴露于介质的弱点， 能直接测量到真实反映纯化过程的电流衰减曲线。利用这套装置对磁控溅射晶态与非晶态不锈 钢合金薄膜在3.5%NaC溶液中的钝化过程进行了比较研究，结果表明非晶薄膜的裸表面具有 更高的反应活性及更快的钝化膜形成速度。 关键词薄膜，钝化，断裂，擦伤 A Method for Film Passivation Process Study and Its Application Zhou Honghui Li Huigin Sun Dongbai Yang Dejun (Dept.of Surface Science and Corrosion Engineering) ABSTRACT A set of film fracture apparatus has been designed on the basis of traditional scratching electrode experiment theory.The advantage of the film fracture method for passiva- tion process study consists in the simultaneous exposing of the bare surface into solution,there- fore the accurtate current decay relationship resulting from the passivation can be measured. The passivation process in 3.5%NaCl solution of the magnetron-sputtered amorphous and crystalline stainless steel film have been studied by use of the apparatus.The results showed that the bare surface of the amorphous film exhibited a higher reactivity and a more rapid for- mation rate of passive layer compared with the crystalline film. KEY WORDS film,passivation,fracture,scratch 电化学擦伤电极试验是利用机械方法除去金属合金表面钝化膜，并通过测量分析裸表 面与介质相互作用过程中表现的电流一时间关系来研究钝化与再钝化过程，因而这种研究 方法的关键在于能否获得真实反映棵表面与介质相互作用过程的电流一时间关系。近年来 的研究工作~1.门表明传统擦伤方式存在裸表面逐渐暴露问题，对测量结果影响很大。在消 1993-10-18收稿第…作者女28岁顾士工程师

第 卷增刊 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 薄膜钝化过程研究方法及其应用 周 虹 晖 李辉 勤 孙冬柏 杨德钧 表面 科学 与腐 蚀工 程 系 摘 要 根据传统擦伤 电极试验原理 ， 自行设计 了一套用 于 薄膜材料钝化过 程研究的装置 ， 由 于 它 采 用 的是 断裂方式 产生裸表面 ， 因而 克服 了传统擦伤方式裸 表面逐渐暴露于 介质 的弱 点 ， 能直接 测量到真 实反 映钝化过 程 的 电流 衰减 曲线 利用这套装置对 磁控溅射晶态与非晶态 不锈 钢 合金薄 膜在 溶液 中的钝化过 程进行 了 比较研 究 ， 结果表 明非晶薄膜的裸表面具有 更高 的反 应 活性 及 更快 的钝化膜形成速度 。 关键词 薄膜 ， 钝化 ， 断裂 ， 擦伤 八 姆 动改 一 ， 一 ， ， ， 电化学 擦伤 电极试验是利用机械方法 除去金属 合金 表面钝 化膜 ， 并通过测量分析 裸表 面与介质相互作 用过 程 中表 现 的 电流一时 间关 系来研 究钝化 与再钝 化过程 ， 因而这种研究 方法 的关键在 于 能 否获得 真实反 映裸表面 与介 质相互作用过程 的 电流一时 间关 系 。 近年来 的研究工作 一 ， 了〕表 明传统擦伤方式存在裸 表面逐渐暴露 问题 ， 对 测 量结果 影 响 很大 。 在 消 一 一 收稿 第 作者 女 岁 硕 士 工 程 师 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1994．s1．009

周虹晖等：薄膜钝化过程研究方法及应用 ·43· 除这一问题对结果影响方面的工作已有不少报导，如缩短划刀与试样接触时间2~)、采用 陶瓷划刀端面与试样平面接触以及对测量结果进行数学处理3幻等。 研究表明)，不锈钢棵表面在含C1介质中钝化过程历经：一价吸附层的形成及增厚→ 吸附层转化为氧化膜→氧化膜增厚等阶段，且遵循双指数规律。用磁控溅射等沉积工艺获 得的不锈钢薄膜具有良好的耐蚀性能，但对这类薄膜材料钝化过程研究的报导还不多见，这 可能是由于传统擦伤方式的特点决定了它只适用于有一定厚度的材料。根据薄膜的特点设 计的装置使擦伤电极研究原理能够应用到薄膜材料研究上，应用此装？，对磁控溅射晶态 与非晶态不锈钢薄膜在氯化钠溶液中的钝化过程进行了研究比较。 1试验 薄膜断裂装置是由带的夹具的特制电解池、斜面及敲击杆组成（图1）。试验用薄膜需 预先沉积到76mm×13mm×1.2mm的玻璃片上。试验前先用金刚石刀在玻璃未镀面刻出 一道凹槽，然后膜面朝下固定到电解池夹具(2)上，使凹槽与夹具下底边相齐，调整斜面 (4)位置，使敲击杆(5)沿斜面恰好能垂直落到凹槽处。试验时推动敲击杆，如图1所示. 冲力使玻璃瞬间沿凹槽断裂，上面的薄膜也同时断开，将横截面暴露在介质中。 测量系统见图2，由恒电位仪控制体系电极电位·薄膜断裂的同时由存储式示波器记录 电流随时间变化的信号，并通过接口向计算机传送以便进行下一步的数据处理。 图1薄膜断裂装置示意图 图2测量系统示意图 1一电解池：2一夹具；3一薄膜： 1一恒电位仪；2一存储式示波器；3一计算机： 4一斜面：5一敲击杆 4一试样：5一参比电极：6一辅助电极 Fig.1 Schematic diagram of the film Fig.2 System diagram of current fracture apparatus transient measurement 试验用介质是由分析纯试剂和蒸馏水配制而成的3.5%氯化钠溶液。饱和甘汞电极作 为参比电极，铂电极作为辅助电极。 通过扫描电镜观察膜断面并测量其厚度.用膜厚与断面长度的乘积计算裸表面面积。 薄膜材料是利用磁控溅射技术沉积的晶态与非晶态2种结构的不锈钢合金薄膜，膜结 构的非晶化是通过钝钛与321不锈钢以拚靶方式共沉积实现。试验用非晶膜含钛18.5%

周虹 晖 等 薄膜钝 化过 程研 究方法 及应 用 除这 一 问题对 结果 影 响方 面 的工 作 已有不 少报导 ， 如缩 短划 刀 与试 洋接触 时 间 ‘ 一 〕 、 采用 陶瓷划 刀 端 面 与试样平面接触川 以及对 测量 结果进 行数学 处理 ， 」等 。 研 究表 明川 ， 不锈钢裸 表面 在 含 一 介 质 中钝 化过 程 历经 一 价吸附层 的形 成 及增厚一 吸 附层转化 为氧化膜 氧化膜增 厚等 阶段 ， 且遵循双 指数规律 。 用磁控溅射等沉积工 艺获 得 的不锈钢薄膜具有 良好的耐蚀性能 ， 但对这类薄膜材 料钝 化过 程研 究的报导还不 多 见 ， 这 可能是 由于传统擦伤方式 的特点决定 了它 只适 用 于有 一 定厚度 的材 料 。 根据薄膜 的特点设 计 的装置 使擦伤 电极研 究原理 能够 应用 到薄膜材料研 究上 ， 应 用此装 置 ， 对磁控 溅射 晶态 与非 晶态不锈钢 薄膜在氯 化钠 溶液 中的钝 化过程进行 了研究 比较 。 试 验 薄膜断裂装置是 由带 的夹具 的特制 电解 池 、 斜面 及 敲击 杆组 成 图 。 试验 用薄膜需 预先 沉积到 的玻璃片上 。 试验 前 先用 金 刚 石 刀 在玻璃未镀 面刻 出 一道 凹 槽 ， 然后 膜面朝下 固定到 电解池 夹具 上 ， 使 凹 槽 与夹具 下底 边相齐 ， 调 整斜 面 位置 ， 使 敲击杆 沿斜面恰好能垂直 落到 凹 槽 处 。 试 验 时推 动敲击杆 ， 如 图 所 示 ， 冲力使玻璃瞬 间沿 凹 槽 断裂 ， 上 面 的薄膜也 同时断开 ， 将横截面 暴露 在介质 中 。 测量 系统见 图 ， 由恒 电位仪 控制 体系 电极 电位 ， 薄膜断 裂 的 同时 由存储式示 波器记 录 电流 随 时 间变化 的信号 ， 并通过接 口 向计算机 传送 以 便进行 下 一步 的数据 处理 。 乙 ‘ ‘ 卫卿口巷︺ 刊尸嗽 ， 丫 一兰从 ‘ 一 － 』 入 只签产 才一一 仄氏、 节 一二一一 图 薄膜断裂装置 示意 图 图 测量 系 统示意 图 一电解池 一夹具 一薄膜 一恒电位仪 一存储式示波器 一计算机 一斜面 一 敲击杆 一试样 一参 比电极 一辅助电极 · 试验用介质是 由分 析纯试 剂和 蒸馏 水配制而 成 的 氯化钠溶液 。 饱和 甘 汞 电极 作 为参 比电极 ， 铂 电极 作 为辅 助 电极 。 通过扫描 电镜观察膜断面 并测 量其厚度 ， 用 膜厚与断 面长 度 的乘积计 算裸表面 面 积 。 薄膜材料是利用磁控溅 射技术沉积 的 晶态与非 晶态 种结构 的不锈钢 合金薄膜 ， 膜结 构 的非晶化是通过钝钦与 不锈 钢 以拚靶方式共沉积 实现 。 试验 用非 晶膜含钦

·44· 北京科技大学学报 2结果与讨论 图3是薄膜在恒电位条件下断裂后所记录的典型电流一时间关系曲线。由图可知，薄 膜在断裂(a点)以前，电流呈现一个很低的稳态值I,随着断裂的发生，裸表面暴露于介 质中，电流急增到最大值I*,裸表面的高反应活性导致钝化发生(b点)，电流随即急速衰 减，逐渐回到稳态值。 任何擦伤方式，如果裸表面是逐渐暴露 的，那么由于裸露面积有一个随时间增加的 过程，实测到的电流数值也会随之不断增大 直至裸露过程结束，因而在电流一时间关系 曲线上表现为存在一个电流随时间上升的 阶段，我们将这段时间间隔定义为，认为 可以用τ来表征裸露速度。 5 7 9 由图3可知，电流从稳态值1，增至最大 t,ms 值Imx只经过了3个数据点，根据选择的数 据采集颍率每秒钟约10万次计算，仅 图3薄膜恒电位断裂后的电流一时间关系曲线 0.03ms,这表明全部棵表面的暴露过程在 Fig.3 The current-time curve of the tractured 0.03ms内完成，即x1=0.03ms。 film at control potential 表1列出了试验曲线τ值和一些从文献报导的电流一时间关系曲线上推算出来的1 值。可以看到试验值远远小于文献值，这表明薄膜断裂方式裸露速度高于其它擦伤方法。这 是由裸露方式的特殊性所决定的。事实上棵露表面暴露时间，完全受控于玻璃脆断速度。 而当敲击力足够大时，玻璃脆断速度基本上是一定的，保持在0.01ms数量级上，因而虽然 采用的是人工敲击方式，数据重现性比较好。 表1薄膜断裂试验与其它擦伤方式τ值的比较 Table 1 Comparison of T,between the film fracture experiment and other scratching experiments 比较项目本试验文献[4~6]文献[2]文献[3]文献[8]文献[？] 裸露方式膜断裂金刚石刀划伤金刚石刀划伤金刚石刀划伤金刚石刀划伤陶瓷刀擦伤 t(ms)0.02-0.041.8 3 20 20 裸表面逐渐暴露于介质这一因素对擦伤电极试验结果影响很大，多年来一直是研究者 们试图解决的问题。传统擦伤电极试验采用金刚石刀与旋转着的试样接触的方式暴露裸表 面，试样旋转速度有限，划刀与试样接触时间也只能缩短到几个毫秒2~们。对于不锈钢这 类钝化能力很强的材料，在即使是2~3ms这样短暂的时间内也已发生一定程度的钝化，棵 露表面形成吸附层使电流密度大幅度衰减，只是由于新鲜表面不断露出，实测电流数仍呈 现增大趋势。所以说在划刀离开试样（表观电流达到最大值）时刻，并不是划痕上所有区 域都处于最大电流密度状态（事实上大部分电流密度都处于不同程度的衰减中）。因而表观 最大电流密度值必然小于真实裸表面溶解电流密度。研究证实了这一点，表观最大电流密 度随擦伤速度（决定裸露速度）的增加呈指数规律增加)，棵露速度影响表观最大电流密度， 必然也影响其衰减规律，使实测电流一时间关系曲线不能反映真实的钝化过程

· · 北 京 科 技 大 学 学 报 结果与讨论 图 是薄膜在恒 电位条件下 断裂后所记录 的典型 电流一时 间关 系 曲线 。 由图可知 ， 薄 膜在断裂 点 以前 ， 电流 呈现 一个很 低 的稳态值 ， ， 随着 断裂 的发生 ， 裸表面暴露于介 质 中 ， 电流急增到 最大值 ， 裸表 面 的高反应活性导 致钝化发 生 点 ， 电流 随 即急速 衰 减 ， 逐渐 回到 稳 态值 。 任何擦伤方式 ， 如果裸表面是逐渐 暴露 的 ， 那 么 由于裸 露面积有一个 随时 间增 加 的 过程 ， 实测 到 的电流 数值也会 随之 不 断增 大 直至裸露过程结束 ， 因而 在 电流一时 间关 系 曲线上 表 现 为存在 一 个 电流 随 时 间上 升 的 阶段 ， 我 们将这段时 间间隔定 义 为 ， ， 认 为 可 以用 来表征裸露速度 。 由图 可知 ， 电流从稳态值 。 增 至最大 值 、 只经过 了 个数据 点 ， 根据选择 的数 据 采 集 频 率 每 秒 钟 约 万 次 计 算 ， 仅 ， 这表 明全 部 裸 表 面 的 暴露 过 程 在 内完成 ， 即 。 一 甥 钾 图 薄膜恒电位断裂后 的电流一时 间关 系曲线 · 一 表 列 出 了试验 曲线 ， 值和 一 些 从文 献报 导 的 电流一 时 间关 系 曲线 上 推算 出来 的 ， 值 。 可 以看 到试验值远远小于文献值 ， 这表 明薄膜断裂方式裸露速度高 于其它擦伤方法 。 这 是 由裸露方式 的特殊性所决定 的 。 事实上 裸 露表 面暴露时 间 ， 完 全 受控 于玻璃 脆断速 度 。 而 当敲击力 足够大时 ， 玻璃脆 断速度基本上 是一定 的 ， 保持在 数量级上 ， 因而 虽 然 采用 的是人 工 敲击方式 ， 数据重现性 比较 好 。 表 薄膜断裂试验 与其 它擦伤方式 ， 值的 比较 一 比较项 目 本试验 文献 一 文献 〔 文献 文献 文 献 「二 裸 露方式 膜断裂 金 刚石 刀 划伤 金 刚石 刀 划伤 金 刚 石 刀 划伤 金刚 石 刀 划伤 陶 瓷刀 擦 伤 一 裸表面逐渐暴 露于 介质这一 因素对擦伤 电极试验结果影 响很大 ， 多年来一直是研 究者 们试 图解决 的 问题 。 传统擦伤 电极试验采用金 刚石 刀 与旋转 着 的试 样接触的方式暴露裸表 面 ， 试样旋转速度有限 ， 划 刀 与试 样接触 时 间也 只能缩 短到 几个毫秒， ‘ 一 ‘ 〕 。 对 于 不锈钢这 类钝化 能力很强 的材料 ， 在 即使是 一 这样短暂 的时 间 内也 已发 生 一 定程度 的钝化 ， 裸 露表面形 成 吸 附层使 电流 密度大幅度衰减 ， 只是 由于新鲜表 面 不 断露 出 ， 实 测 电流数仍呈 现增 大趋 势 。 所 以说在 划 刀 离开试样 表观 电流达到 最大值 时刻 ， 并不是划 痕上 所有 区 域都处 于 最大 电流 密度状 态 事 实上大部分 电流 密度都处 于 不 同程度的衰减 中 。 因而表观 最大 电流 密度值必 然 小于 真 实裸表 面溶解 电流 密度 。 研 究证实 了这一点 ， 表观最 大 电流 密 度 随擦伤速度 决定裸露速度 的增加呈 指数规律增 加川 。 裸露速度影 响表观最大 电流密度 ， 必 然也影 响其衰 减规律 ， 使实测 电流一时 间关 系 曲线不 能反映真 实 的钝化过程

周虹晖等：薄膜钝化过程研究方法及应用 ◆45· 一般认为「2，]，对于擦伤电极试验方法的评价应从裸露速度、数据采集频率以及裸表面 面积的测量精度3个方面考虑。从前面讨论可以看到，采用自行设计的装置裸露速度足够 高；数据采集频率高达10万次/s:使用电镜测厚计算裸表面面积精度较高，所以我们认为 用薄膜断裂方式测到的电流衰减规律能够真实地反映钝化过程，表观最大电流密度值较其 它方法更接近真实值。 裸表面最大电流密度i.用式(I)计算，式中I为实测最大电流值，I,为薄膜断裂前 稳态电流值，S为膜横截面面积。 imax =(Imx -I,)/S (1) 表2是试验薄膜恒电位断裂后i,及表征电流衰减速度的参数τ2（电流从最大值衰减回 稳态所需时间)和一些文献结果的比较。 表2裸表面最大电流密度i,和电流衰减参数T,试验值和文献值的比较 Table 2 Comparison of in and T,between the film fracture experiment and other scratching experiments 裸露方式 试验介质电极电位(mV,SCE)材料 im (mA/cm) t2(ms) 本试验 膜断裂 3.5%NaCl +200 321薄膜 9700 -10 文献[8]金刚石刀划伤 3%NaCl +200 321SS 259.3· ~100 文献[？]陶瓷刀擦伤3.5%NaCl +100 321SS 130 -70 “表示增数据经过积分处理。 由表可以看到，试验i值比文献[7数值高出30倍之多，介质浓度、电极电位的差异不足 以引起如此大的裸表面电流密度差。文献[8]的结果是经过了积分处理，文献[7]则采 用了新型擦伤装置。假设上述方法能有效地消除裸表面逐渐暴露的影响，可以认为，薄膜 断裂试验测得的过大的裸表面溶解电流密度，实际上是反映了作为研究对象的薄膜所具有 的不同于块状材料的特殊性质。ix值实际 上表征了裸表面反应活性，而2则表示钝 化过程完成所需时间。薄膜材料高的裸表面 活性使其更迅速地与周围介质反应形成吸 附层，这在一定程度上解释了文献[9]关 品 于磁控溅射薄膜的腐蚀测试结果：321不锈 钢薄膜在3.5%NaCl溶液中比同成分钢材 更耐点蚀。 品态 图4是同种工艺条件下镀制的磁控溅 非品态 射晶态与非晶态不锈钢薄膜在3.5%NaCl 溶液中恒电位断裂后电流一时间关系曲线 时间 示意图。由图可知，非晶薄膜较之晶态薄膜 图4晶态与非晶态不锈钢合金 显示出高的裸表面溶解电流密度和大的电 薄膜电流衰减曲线(3.5%NaCI) 流衰减速度。含铬铁基非晶合金具有很强的 Fig.4 Comparison of current density decay between 耐蚀性能，而非晶结构具有的可能对其腐蚀 amorphous and crystalline films (in 3.5%NaCl) 行为产生影响的特点有两方面：(1)无晶界、位错、偏析、沉淀等缺陷；(2)原子排列无

周虹 晖等 薄膜钝化过 程研 究方法 及应 用 一般认 为， ’ 〕 ， 对 于擦 伤 电极试验方法 的评价应从裸露速度 、 数据采集频率 以及裸表面 面积 的测量精度 个方 面考虑 。 从前面讨论 可 以 看 到 ， 采用 自行设 计 的装置裸露速度 足够 高 数据采集频率高达 万 次 使用 电镜测厚计算裸表面面 积精度较高 ， 所 以 我 们认为 用薄膜断裂方式测到 的电流 衰减规律能够真实地反映钝 化过程 ， 表观最大 电流密度值较其 它方法更接近真实值 。 裸表 面最大 电流 密 度 用 式 计算 ， 式 中 、 为实测 最大 电流值 ， ， 为薄膜断裂前 稳态 电流值 ， 为膜横截面面积 。 二 二 一 表 是试验薄膜恒 电位断裂后 二 及 表征 电流 衰减速 度 的参数 电流从最大值衰减 回 稳 态所需 时 间 和 一些 文 献结 果 的 比较 。 表 裸表面 最大电流密度 猛 二 和电流衰减参数 试验值和文献值 的比较 二 一 裸露方式 试验 介质 电极 电位 ， 材料 ， 本试验 膜断裂 薄膜 一 文献 金 刚石 刀 划 伤 · 一 文 献 陶瓷刀 擦伤 一 一 表示 增 数据经 过 积分 处 理 。 由表可以 看到 ， 试验 值 比文献 幻 数值高 出 倍之 多 ， 介质浓 度 、 电极 电位 的差 异 不 足 以 引起如此大 的裸表 面 电流 密度差 。 文献 」的结果是经过 了积分 处理 ， 文献 「」则采 用 了新型擦伤装置 。 假设 上述方法能有效地 消 除裸表面逐渐暴露 的影 响 ， 可 以认 为 ， 薄膜 断裂试验 测得 的过大 的裸 表面溶解 电流 密度 ， 实际 上是 反 映 了作 为研 究对 象 的薄膜所具有 例铆编哥 的不 同于 块 状材 料 的特殊性 质 。 二 值实 际 上 表 征 了裸 表 面 反 应活性 ， 而 则 表 示 钝 化过程完成所需 时 间 。 薄膜材料高 的裸 表面 活性 使 其 更 迅 速 地 与周 围介 质 反 应 形 成 吸 附层 ， 这在 一 定程度上解释 了文 献 」关 于磁控溅射 薄膜 的腐蚀测试结果 不锈 钢薄膜在 溶 液 中 比 同成 分钢 材 更耐点蚀 。 图 是 同种工 艺条件 下镀 制 的磁 控 溅 射 晶 态 与非 晶 态 不 锈 钢 薄 膜 在 溶 液 中恒 电位 断 裂 后 电流一 时 间关 系 曲线 示意 图 。 由图可知 ， 非 晶薄膜较 之 晶态薄膜 显 示 出高 的裸表 面 溶解 电流 密 度 和 大 的 电 流衰减速度 。 含铬铁基非 晶合金具有很 强 的 耐蚀性能 ， 而 非 晶结构 具有 的可能对其腐蚀 行 为产生影 响 的特 点有两方面 无 晶界 、 晶 态 非晶 态 时 ，任 图 晶态与 非晶 态不锈钢合金 薄膜电流衰减 曲线 幻 位错 、 偏 析 、 沉淀等缺 陷 原子排列无

·46· 北京科技大学学报 序，Gbbs自由能高。薄膜断裂试验证实了后者对其钝化能力的影响。非晶不锈钢薄膜具有 的强钝化能力使其钝化膜在受到侵蚀发生破裂时能迅速修复，这一点可能是其耐蚀的主要 原因。 3结论 自行设计的薄膜断裂装置将传统擦伤电极试验原理、应用到薄膜材料钝化过程的研究 上。由于采用的是膜断裂这一特殊裸露方式，不存在裸表面逐渐暴露问题，可以直接测量 到真实反映钝化过程的电流衰减曲线。此装置的局限性在于只适用于在玻璃上附着较好且 有一定脆性的薄膜材料。 应用此套装置进行试验，可以对薄膜材料钝化过程的特殊性质有进一步的了解。对磁 控溅射不锈钢合金薄膜在3.5%Nac1中钝化过程的研究结果表明：非晶结构薄膜的裸表面 比晶态薄膜裸表面具有更高的反应活性和更大的钝化速度， 参考文献 1 Lee D J,Hoar T P.Corrosion Sci,1980,20:761 2李德林，博士学位论文，北京科技大学，1986 3朱应扬.博士学位论文，北京科技大学，1986 4 Neman R C,Daries D H.Corrosion Sci,1980,20:1143 5 Neman R C,Burstein G T.J Electro Chem.Interfacial Electrochem.1981,129:343 6 Neman R C.Burstein G T.Corrosion Sci,1981,21:119 7孙冬柏.博士学位论文，北京科技大学，1992 8王东宁，硕士学位论文，北京科技大学，1988 9单大勇.硕士学位论文，北京科技大学，1988

北 京 科 技 大 学 学 报 序 ， 自由能 高 。 薄膜 断裂试验证实 了后者对其钝 化能力 的影 响 。 非 晶不锈钢 薄膜具有 的强钝 化能 力 使 其钝化膜在受到 侵蚀发 生破裂 时能迅速 修复 ， 这 一 点 可能 是 其耐蚀 的主要 原 因 。 结 论 自行设计 的薄膜断 裂 装置将 传统擦 伤 电极试验 原理 ， 应 用到 薄膜材料钝 化过程 的研 究 上 。 由于 采 用 的是 膜断裂这一特殊裸 露方式 ， 不存在裸 表面逐 渐 暴露 问题 ， 可 以直接 测量 到真 实反 映钝化过程 的 电流衰减 曲线 。 此装 置 的局 限性在 于 只适 用 于 在玻璃 上 附着较 好且 有一 定脆性的薄膜材料 。 应 用此套装置进行试验 ， 可 以 对薄膜材 料钝 化过 程 的特殊性质有进 一 步 的了解 。 对磁 控溅射 不锈钢 合金薄膜在 中钝 化过 程 的研 究结果 表 明 非 晶结构薄 膜 的裸 表 面 比晶 态薄膜裸 表 面具有 更高的反应 活性 和 更大 的钝化速 度 。 参 考 文 献 ， ， ， 李德林 博士学 位论 文 ， 北京科技 大 学 ， 朱 应扬 博士学 位论 文 ， 北 京科技大 学 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 孙冬 柏 博士 学 位论 文 ， 北 京科技大 学 ， 王 东宁 硕 士学 位论 文 ， 北 京科技 大 学 ， 单大 勇 硕士 学 位论 文 ， 北京科技大 学