بررسی رفتار خوردگی پوشش تانتالم لایه‌نشانی شده به روش کندوپاش مگنترونی

در این پژوهش پوشش تانتالم به روش کندوپاش مگنترونی جریان مستقیم روی سیلیکون (۱۰۰) و فولاد زنگ‌نزن L۳۱۶ لایه‌نشانی شد. خواص ساختاری پوشش تانتالم به کمک آزمون پراش پرتو ایکس ارزیابی شده و از میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری و روبشی و همچنین میکروسکوپ نیروی اتمی جهت بررسی سطح مقطع و مورفولوژی سطح پوشش استفاده شد. افزون بر این، رفتار خوردگی پوشش تانتالم در مقایسه با فولاد زنگ‌نزن L۳۱۶ به کمک آزمون‌ پلاریزاسیون پتانسیودینامیک بررسی شده و از آزمون طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی جهت تعیین مکانیزم‌های خوردگی استفاده شد. نتایج نشان دادند که استفاده از لایه آستری نیترید تانتالم، می‌تواند سبب تغییر ساختار کریستالی پوشش تانتالم از مخلوط فازی α و β به ساختار تک فاز α، و کاهش مقاومت الکتریکی پوشش از حدود ۹۰ به ۱۵ میکرواهم در سانتی‌متر شود. همچنین مطالعات میکروسکوپی نشان دادند که پوشش تانتالم ساختاری ستونی و بسیار فشرده با سطحی یکنواخت و بدون عیب از خود نشان داده و زبری میانگین آن کمتر از ۶ نانومتر اندازه‌گیری شد. نتایج آزمون‌‌های خوردگی نشان داد که پوشش تانتالم مانند یک سد فیزیکی از تماس محلول خورنده با زیرلایه جلوگیری کرده و بازده حفاظت بیشتر از ۷۰ درصد از سبب می‌شود. در این ارتباط، نفوذ محلول خورنده به زیرلایه از طریق حفرات راه‌باز موجود در پوشش به عنوان مکانیزم خوردگی پوشش تانتالم شناخته شد و شاخص تخلخل پوشش حدود ۶ درصد تعیین شد.