[发明专利]一种抗氧化和隔热的陶瓷涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种抗氧化和隔热的陶瓷涂层，其特征在于：由Al-Cr-O面层、Cr/Cr₂O₃过渡层和合金粘结层三部份构成，Al-Cr-O面层的化学组分为Al、Cr、O三种元素，Al/Cr原子百分比＞1，面层组织为无方向性的致密非晶组织，面层厚度为0.5~10μm；Cr/Cr₂O₃过渡层的厚度为50~100nm，与合金粘结层相连的是Cr，与Al-Cr-O面层相连的是Cr₂O₃；合金粘结层为M_1-a-b-c-dCr_aAl_bSi_cY_d，其中，M为Ni、Co、Fe中的一种或多种，0.2≤a≤0.4，0.05≤b≤0.15，c≤0.05，d≤0.02，合金粘结层厚度为5~20μm。

2.一种制备如权利要求1所述的抗氧化和隔热的陶瓷涂层的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、镀膜前工件预处理，将清洗干净的待镀工件装入镀膜室内后，启动抽真空系统对镀膜室抽真空，当背底真空达到3.5×10^-3Pa以下时，向镀膜室内通入氩气，利用电子束的轰击热效应和辅助加热装置对工件进行加热，真空压强为0.1~1Pa，工件在镀膜室内随工件架转动，转动速率1~4rpm，直到将工件加热至350~450℃；然后向镀膜室内通入氢气，并调整氩气流量，控制真空压强为0.2~0.5Pa, 给工件施加-300~-800V的偏压，利用Ar⁺和H⁺对工件进行刻蚀，去除表面吸附和污染，持续时间30~90min；

B、采用电弧离子镀工艺沉积合金粘结层，调整氩气流量，使室内压强为2~10Pa，开启M_1-a-b-c-dCr_aAl_bSi_cY_d电弧靶电源，M_1-a-b-c-dCr_aAl_bSi_cY_d靶的原子百分比满足：0.2≤a≤0.4，0.05≤b≤0.15，c≤0.05，d≤0.02，M为Ni、Co、Fe中的一种或多种，设置弧电流80~120A，调节工件偏压为-200~-600V，镀膜总时间为4~20h；

C、沉积Cr/Cr₂O₃过渡层，调节氩气流量，控制压强为0.1~5Pa，将工作的电弧靶从M_1-a-b-c-dCr_aAl_bSi_cY_d靶切换为Cr靶，Cr靶电流为70~120A，调节工件偏压为-50~-200V，沉积5~10min；然后向镀膜室内通入氧气，缓慢增大氧气流量，在2~5min时间范围内将氧气流量增加至0.5~1倍氩气流量；

D、沉积Al-Cr-O面层，将工作的电弧靶从Cr靶切换为Al_xCr_1-x靶，其中x为0.6~0.98，Al_xCr_1-x靶电流为70~120A，工件偏压为-50~-150V，继续沉积0.5~12h后结束镀膜。

3.根据权利要求2所述的抗氧化和隔热的陶瓷涂层的方法，其特征在于：步骤A、B、C、D既可按顺序执行，也可以在依次执行步骤A和B之后结束镀膜，然后再依次执行步骤A、C、D，即为按A、B、A、C、D的顺序进行镀膜。