[发明专利]一种用于热核聚变堆磁体支撑部件的复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于热核聚变堆磁体支撑部件的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层包括用于在热核聚变堆磁体支撑部件的待处理表面依次设置的过渡层和绝缘层；

所述过渡层包括含Ni的涂层，所述绝缘层包括含Al₂O₃和TiO₂的陶瓷绝缘层；

优选地，所述陶瓷绝缘层的成分含有不低于97wt％的Al₂O₃和不超过3wt％的TiO₂；

更优地，所述陶瓷绝缘层包括Al₂O₃-3TiO₂绝缘层；

优选地，所述过渡层包括Ni5Al层、NiCr层和NiCrAl层中的至少一种；

更优地，所述过渡层包括Ni5Al层。

2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述Ni5Al层的厚度为50-120μm。

3.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述Al₂O₃-3TiO₂绝缘层的厚度为200-300μm。

4.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，当所述复合涂层与所述热核聚变堆磁体支撑部件结合时，所述复合涂层的结合强度不低于30MPa，优选为31.3-33.4MPa；

优选地，所述复合涂层经液氮-室温环境热冲击10次后仍保持完整，其中，液氮-室温环境的温度为77K至300K；

优选地，所述复合涂层经液氮-室温环境热冲击10次后，在载荷250MPa下表面电阻率不低于220MΩ/sqr，更优为221-290MΩ/sqr。

5.如权利要求1-4任一项所述的复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：于热核聚变堆磁体支撑部件的待处理表面依次设置所述过渡层和所述绝缘层；

优选地，所述热核聚变堆磁体支撑部件包括垫圈、涂层套或顶部夹头。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，喷涂所述Ni5Al层所用的原料为粒径为45-90μm的Ni5Al。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，喷涂所述Al₂O₃-3TiO₂绝缘层所用的原料为粒径为22-45μm的Al₂O₃-3TiO₂。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，主要按以下等离子喷涂条件喷涂所述Ni5Al层：电流为580-640A，氩气流量为42-50L/min，氢气流量为7-12L/min，送粉量为18-23g/min，载气量为2-4L/min，喷涂距离为100-140mm。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，主要按以下等离子喷涂条件喷涂所述Al₂O₃-3TiO₂绝缘层：电流为600-650A，氩气流量为40-50L/min，氢气流量为8-12L/min，送粉量为27-35g/min，载气量为3-5L/min，喷涂距离为110-150mm。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在喷涂所述Ni5Al层前，对所述热核聚变堆磁体支撑部件的待处理表面进行前处理；

前处理包括：对所述热核聚变堆磁体支撑部件的待处理表面进行脱脂除油处理；

优选地，前处理还包括对脱脂除油后的所述热核聚变堆磁体支撑部件的待处理表面进行粗化处理；

优选地，主要按以下喷砂条件按进行粗化处理：喷砂压力为0.3-0.5MPa，喷砂距离为100-300mm，喷砂机的喷嘴轴向方向与待喷涂区域保持60°-90°的夹角；

优选地，喷砂处理过程中所用的砂粒材料包括白刚玉、棕刚玉和锆刚玉中的至少一种。