金属钽具有高熔点、耐蚀性强、导电性好等优异性能,因此被广泛应用于航天、电子、汽车、军事、化工等领域。磁控溅射是一种常用的钽膜沉积技术,但其存在靶材利用率不高这一问题,对于贵金属钽来说,会明显提高其镀膜成本。相对于磁控溅射,二极溅射具有沉积膜层均匀性好、靶材利用率高、操作简单成本低廉等优点。本文采用二极溅射的技术在30CrMnSiNi2A钢基体的表面沉积了钽薄膜,并研究了沉积参数——工作气压、基体偏压、基体温度和沉积时间对钽膜结构及性能的影响。结果表明,膜层的表面呈三维岛状生长,薄膜的沉积速率随基体温度的升高呈先减后增的趋势,随工作气压和基体偏压的增大呈先增后减的趋势,膜层发生部分氧化,物相组成主要包括Ta、Ta₂O、TaO、TaO2、Ta₂O₅、TaC等。针对沉积钽膜氧含量高的问题,采取了沉积时通入适量的还原气体H2以及镀膜前烘烤加热去除真空室壁吸附气体两项改进措施来降低膜层中氧含量。研究结果表明,两项措施均对降低钽膜中氧含量起到了一定作用,同时发现,H2的通入对钽膜沉积均匀性影响不大,膜层表面粗糙度随Ar分压的增加而增大,烘烤除气后薄膜物相主要以α-Ta,β-Ta和Ta₂O₅形式存在。对氧含量较低的钽膜进行硬度及耐蚀性研究。硬度研究结果显示,钽膜硬度在8GPa¹3GPa范围内,并随工作气压和基体偏压的升高而增大,随基体温度和沉积时间的提高呈先增后减趋势;耐蚀性研究结果显示,经盐雾腐蚀后,镀膜样品外观评级比原始基体提高了1⁵级,经电化学腐蚀后,相对于原始基体而言,镀膜样品的自腐蚀电位提高,腐蚀电流密度下降,这些都说明了钽膜相对于高强钢基体具有较高的耐腐蚀性能,对基体材料起到了一定的保护作用。