[发明专利]钢上通过磁控溅射的耐蚀和低脆性铝合金涂层

权利要求书

1.一种用于利用磁控溅射涂覆钢基板的合金涂层，该合金包含：

铝；以及

下列材料中的一种或更多种：

基于所述合金的总重量计1重量％至15重量％的锌，

基于所述合金的总重量计1重量％至10重量％的镁，以及

基于所述合金的总重量计0.1重量％至5重量％的锆，

所述合金涂层具有5％或更低的总孔隙体积百分比以及10微米或更小的平均孔隙直径，

其中，所述磁控溅射中的各种处理参数被控制以促使所生成的溅射合金涂层具有低孔隙率和低氢脆性，并且

在30℃下根据ASTM G 82，所述合金涂层在蒸馏水和3.5％氯化钠溶液二者中具有小于相同孔隙率的铝涂层的开路电位。

2.根据权利要求1所述的合金涂层，其中，所述合金包含5重量％至12重量％的锌。

3.根据权利要求1或2所述的合金涂层，其中，所述合金包含基于所述合金的总重量计1重量％至5重量％的镁；或者

其中，所述合金包含基于所述合金的总重量计5重量％的镁。

4.根据权利要求3所述的合金涂层，其中，所述合金包含基于所述合金的总重量计9重量％的锌；或者

其中，所述合金包含基于所述合金的总重量计1重量％的Zr。

5.根据权利要求1或2所述的合金涂层，其中，所述合金是：

包含5重量％的Mg和95重量％的Al的合金，

包含5重量％的Zn、5重量％的Mg和90重量％的Al的合金，

包含9重量％的Zn、5重量％的Mg和86重量％的Al的合金，或者

包含9重量％的Zn、5重量％的Mg、1重量％的Zr和85重量％的Al的合金。

6.根据权利要求5所述的合金涂层，其中，所述合金包含9重量％的Zn、5重量％的Mg、1重量％的Zr和85重量％的Al。

7.根据权利要求1或2所述的合金涂层，其中，所述合金的总孔隙的10％或以下具有大于0.5微米的孔隙直径。

8.一种将铝合金磁控溅射到基板上的方法，该方法包括以下步骤：

使溅射气体流到工艺室的处理区域，该工艺室具有铝合金溅射靶材，该铝合金溅射靶材包含基于所述合金的总重量计1重量％至15重量％的锌、基于所述合金的总重量计1重量％至10重量％的镁和基于所述合金的总重量计0.1重量％至5重量％的锆中的一种或更多种；

将能量脉冲输送到所述溅射气体；以及

将所述铝合金沉积到钢基板上，

其中，所述磁控溅射中的各种处理参数被控制以促使所生成的溅射合金涂层具有低孔隙率和低氢脆性，并且

在30℃下根据ASTM G 82，所述合金涂层在蒸馏水和3.5％氯化钠溶液二者中具有小于相同孔隙率的铝涂层的开路电位。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述溅射气体是氩气；或者

其中，将能量脉冲输送到所述溅射气体的步骤包括输送2W/cm²至12W/cm²的平均功率；或者

其中，将能量脉冲输送到所述溅射气体的步骤包括输送0.1A至2A的最大溅射电流和0.3kW至5kW的最大功率；或者

其中，在300瓦的DC功率下按照每小时2微米至每小时3微米的沉积速率执行沉积。

10.根据权利要求8或9所述的方法，该方法还包括在提供所述溅射气体之前利用高真空泵将所述室抽真空至低于5×10^-4Torr的压力；或者

其中，沉积步骤包括对所述室施加小于300Gauss的磁场；或者

其中，所述基板在沉积期间介于每分钟20转到每分钟200转之间旋转，并且所述靶材的表面与所述基板的表面之间的距离介于6cm到10cm之间。