一种核用锆合金表面梯度复合涂层的制备方法与流程

技术特征：
1.一种核用锆合金表面梯度复合涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将锆合金表面进行酸洗活化处理，然后将酸洗活化后的锆合金置于物理气相沉积设备的真空室中进行抽真空及加热处理；所述酸洗活化处理的过程为：将锆合金置于酸洗液中进行酸洗，之后依次进行室温去离子水冲洗、去离子水水煮、超声波清洗和脱水干燥；步骤二、当步骤一中所述真空室的真空度优于5
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pa，且温度达到200℃时，向真空室中通入ar，利用离子放电产生的ar离子对锆合金表面进行辉光清洗，然后打开craltinivsi离子源，利用craltinivsi离子对锆合金表面进行二次离子清洗活化处理；步骤三、当步骤二中所述离子清洗活化处理后，调节ar气体流量、偏压和电流，在离子轰击活化后的锆合金表面沉积craltinivsi涂层；步骤四、当步骤三中所述craltinivsi涂层沉积完成后，通入n2气体，在craltinivsi涂层表面沉积craltinivsi-n涂层；步骤五、交替循环进行步骤三和步骤四，在锆合金基体表面制备craltinivsi/craltinivsi-n梯度复合涂层。2.根据权利要求1所述的一种核用锆合金表面梯度复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述室温去离子水冲洗的时间不少于3min，所述去离子水水煮的温度为60℃～90℃，时间为10min～30min，所述超声波清洗的时间不低于10min，所述加热处理在真空度优于5
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pa后开始升温。3.根据权利要求1所述的一种核用锆合金表面梯度复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述craltinivsi离子源为磁控靶源，所述磁控靶源采用粉末冶金方式将cr、al、ti、ni、v、si原材料按等摩尔比进行均匀混合并熔炼而成。4.根据权利要求1所述的一种核用锆合金表面梯度复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述辉光清洗过程中，基体偏压为600v～1200v，时间为5min～10min，所述活化处理的时间为5min～10min。5.根据权利要求1所述的一种核用锆合金表面梯度复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤三中所述沉积craltinivsi涂层包括预镀层的沉积和沉积层的沉积，所述预镀层的沉积时间为2min～10min，基体偏压为150v～500v，所述沉积层的沉积时间不低于80min，基体偏压为50v～200v，靶电流不低于0.1a。6.根据权利要求1所述的一种核用锆合金表面梯度复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤四中所述沉积craltinivsi-n涂层中n2气的流量为60sccm～120sccm，沉积时间不低于60min。

技术总结
本发明公开了一种核用锆合金表面梯度复合涂层的制备方法，包括以下步骤：一、将锆合金表面进行酸洗活化处理，然后将酸洗活化后的锆合金置于物理气相沉积设备中进行抽真空及加热处理；二、对锆合金试样表面进行辉光清洗、二次离子清洗活化处理；三、沉积CrAlTiNiVSi涂层；四、沉积CrAlTiNiVSi-N涂层；五、重复步骤三和步骤四，在锆合金表面交替沉积CrAlTiNiVSi/CrAlTiNiVSi-N梯度复合涂层。本发明通过CrAlTiNiVSi涂层与CrAlTiNiVSi-N涂层的交替沉积方式可以抑制柱状晶的形成，在锆合金基体表面制备致密、耐高温腐蚀性能优异的涂层，有效提高燃料包壳材料的服役性能。效提高燃料包壳材料的服役性能。效提高燃料包壳材料的服役性能。


技术研发人员：耿娟娟 王彦峰 王少鹏 张长伟
受保护的技术使用者：西北有色金属研究院
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/10/24