Unbalanced magnetron sputtering system for producing corrosion resistance multilayer coatings

• Diana Marulanda ^[1] ; John Jairo Olaya Flórez ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 79, Nº. 171, 2012, págs. 74-79
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Sistema de sputtering con magnetrón desbalanceado para producir recubrimientos en multicapas resistentes a la corrosión
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• Resumen
  • español

    En este trabajo se describe un sistema de sputtering con magnetrón desbalanceado que permite producir recubrimientos en multicapa resistentes a la corrosión. La principal ventaja de este sistema es que combina características tales como una disposición multi-cátodo, control de temperatura, control sobre la rotación del portamuestras y capacidad de intercambiar muestras sin romper el vacío. El desempeño del sistema se verificó a través de la producción de multicapas nanométricas de Cr/CrN sobre acero inoxidable 304 y silicio (100) y la evaluación de su resistencia a la corrosión. Se utilizó difracción de rayos X (DRX) pare estudiar la microestructura cristalina, y microscopía electrónica de barrido (MEB) para caracterizar la formación de la multicapa. Los resultados de DRX muestran las orientaciones (111) y (200) para las multicapas de CrN y los resultados de MEB muestran claramente la formación de una estructura en multicapa. La resistencia a la corrosión se evaluó a través de estudios electroquímicos y los resultados muestran que la multicapa de Cr/CrN presenta menor corriente de corrosión y un potencial de corrosión más alto en comparación al sustrato de acero inoxidable 304

  • English

    In this work, an unbalanced magnetron sputtering system which allows for the production of corrosion resistance multilayer coatings is described. The major advantage of this system is that it combines features such as a multi-cathode setup, temperature control, control over the rotation of the sample holder, and the ability to change samples without breaking the vacuum. The system was tested with the production of Cr/CrN nanometric multilayers on AISI stainless steel 304 and silicon (100) substrates and the evaluation of its corrosion resistance. X-ray diffraction (XRD) was used in order to assess the crystalline microstructure and scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize multilayer formation. The XRD results show (111) and (200) orientations for CrN multilayer films and the SEM results clearly show the formation of a multilayer structure. Corrosion resistance was evaluated through electrochemical studies and the results show that the Cr/CrN multilayer structure presents lower corrosion current and higher corrosion potential as compared to the stainless steel 304 substrate