一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110055496A(43)申请公布日2019.07.26(21)申请号201910517214.9C23C14/02(2006.01)(22)申请日2019.06.14(66)本国优先权数据201910270358.92019.04.04CN(71)申请人中国核动力研究设计院地址610000四川省成都市一环路南三段28号(72)发明人张瑞谦刘春海杨红艳韦天国彭小明杜沛南王昱(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人刘沙粒(51)Int.Cl.C23C14/16(2006.01)C23C14/35(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺(57)摘要本发明公开了一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，对锆合金基底进行研磨，最后使用抛光膏在金相抛光机上进行抛光处理，打磨光滑后，对锆合金片表面油污进行清洗；置于超高真空磁控溅射设备的真空炉腔内，待真空度达到本底真空2×10-4Pa后，通入气体用偏压反溅清洗10分钟；待基片表面反溅清洗完成后，采用射频电源将Cr靶迅速起辉后，关闭挡板，对靶材表面进行预溅射10分钟，去除表面氧化物或吸附杂质；打开Cr靶挡板进行沉积Cr涂层；在不关闭真空系统条件下，锆合金随炉冷却至100℃以下，进行去应力和矫正变形处理。本发明采用的磁控溅射技术在核用锆合金基底上沉积强结合力、高厚度Cr涂层。CN110055496ACN110055496A权利要求书1/1页1.一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)用水磨砂纸由粗到细依次对锆合金基底进行研磨，最后使用抛光膏在金相抛光机上进行抛光处理，打磨光滑后，对锆合金片表面油污进行清洗；(2)将上述处理后的锆合金片置于超高真空磁控溅射设备的真空炉腔内，待真空度达到本底真空2×10-4Pa后，通入气体用偏压反溅清洗10分钟；(3)待基片表面反溅清洗完成后，采用射频电源将Cr靶迅速起辉后，关闭挡板，对靶材表面进行预溅射10分钟，去除表面氧化物或吸附杂质；(4)打开Cr靶挡板进行沉积Cr涂层；(5)在不关闭真空系统条件下，锆合金随炉冷却至100℃以下，进行去应力和矫正变形处理。2.根据权利要求1所述的一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中用240#、600#、1000#、1500#、3000#水磨砂纸由粗到细依次对锆合金基底进行研磨。3.根据权利要求1所述的一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，打磨光滑后，依次在丙酮和酒精中超声波清洗10-20分钟。4.根据权利要求1所述的一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中基底偏压反溅清洗是在-700V偏压，Ar气氛，2Pa真空度条件下清洗10min。5.根据权利要求1所述的一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中预溅射是在气压为0.4Pa，溅射功率为100W，工作气氛为Ar，靶基距6cm条件下溅射10min。6.根据权利要求1所述的一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)中沉积参数中，溅射气压为0.3-0.6Pa，工作气氛为Ar，流量为30～60sccm，靶基距6-7cm，偏压工作电压0V～-150V，沉积基底加热温度为200-400℃，在Zr-4基底表面溅射Cr涂层；所述靶溅射功率为120-160W。7.根据权利要求1所述的一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)中Cr靶纯度为99.99％。8.根据权利要求1所述的一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，所述步骤(5)中锆合金随炉冷却至90～120℃以下后，关闭真空系统，并将样品在真空腔中保存9～11小时以上，以去避免涂层因外界压力突变导致应力剥离。9.根据权利要求8所述的一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，所述步骤(5)中锆合金随炉冷却至100℃以下后，关闭真空系统，并将样品在真空腔中保存10小时以上，以去避免涂层因外界压力突变导致应力剥离。10.根据权利要求1所述的一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，其特征在于，得到的Cr涂层的厚度为5～50μm。2CN110055496A说明书1/6页一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺技术领域[0001]本发明涉及金属表面改性领域，具体涉及一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺。背景技术[0002]锆合金包壳表现出了良好的抗辐照性和耐腐蚀性能已经成功地