[发明专利]一种Cr－O－N活性扩散阻挡层及制备方法

权利要求书

1.一种Cr-O-N活性扩散阻挡层，其特征在于，该扩散阻挡层的相组成以Cr₂O₃为主，原子百分比占60-92％；同时含CrN相，原子百分比占8-40％，此两相均匀分布于膜中。

2.按照权利要求1所述的Cr-O-N活性扩散阻挡层，其特征在于：按原子百分比计，该扩散阻挡层的化学组成优选范围为Cr∶O∶N＝(36～45)∶(45～62)∶(2～10)。

3.按照权利要求1所述的Cr-O-N活性扩散阻挡层，其特征在于：该扩散阻挡层厚度为1～5微米。

4.按照权利要求1所述的Cr-O-N活性扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：采用电弧离子镀法，以纯铬为靶材，控制反应过程中O₂和N₂流量，得到不同氧氮比例的Cr-O-N层。

5.按照权利要求4所述的Cr-O-N活性扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：电弧离子镀之前对试样进行预处理，将准备好的试样经金相砂纸研磨至1000#；采用粒度60～200目的玻璃球，在2～5个大气压下对试样进行喷砂；喷砂过程中，保持喷枪与试样表面呈70～80度角；喷砂后，用无水酒精、蒸馏水超声清洗试样。

6.按照权利要求4所述的Cr-O-N活性扩散阻挡层的制备方法，其特征在于，电弧离子镀制备阻挡层过程如下：试样预处理后装炉，将离子镀设备抽至5.0×10^-3～1.0×10^-2Pa，通入Ar气，压力为5×10^-2～5×10^-1Pa，镀膜前加-200～-1000V的偏压进行辉光放电轰击基体表面2～10min，弧电流为50～80A，弧电压为10～40V；对基体轰击结束后，通入氧气和氮气，氧氮的流量控制在0～300sccm，工作压强2×10^-1～1Pa，脉冲偏压0～-400V，占空比0～40％。

7.按照权利要求6所述的Cr-O-N活性扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：所述氧氮的流量优选范围为O₂：30～180sccm，N₂：0～280sccm。

8.按照权利要求4所述的Cr-O-N活性扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：基体为镍基、钴基或铁基高温合金。

9.按照权利要求4所述的Cr-O-N活性扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：在阻挡层上沉积MCrAlY涂层作为抗氧化涂层，采用电弧离子镀的方法，靶材为镍基、钴基或铁基合金，涂层厚度为20～100μm，具体工艺参数如下：通入Ar气，压力为5×10^-2～5×10^-1Pa，偏压-50～-350V，弧电流为50～80A，弧电压为10～40V，占空比0～40％。

10.按照权利要求4所述的Cr-O-N活性扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：以质量百分比计，MCrAlY涂层的成分为：Cr：20～35；Co：0～30；Al：6～15；Y：0.5～1.5；Si：0～2；Hf：0～0.2；余量为Ni。