[发明专利]一种锆合金包壳表面抗高温腐蚀的复合涂层制备方法

权利要求书

1.一种锆合金包壳表面抗高温腐蚀的复合涂层制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、利用微弧氧化技术在锆合金包壳管外表面进行氧化处理，形成ZrO₂缓冲层；微弧氧化电解液为磷酸钠、氢氧化钠和甘油的混合水溶液，其中，磷酸钠的含量为2～15g/L、氢氧化钠的含量为1～5g/L、甘油的含量为10～80ml/L；采用双极性脉冲电源，正向电压为300V～520V，负向电压为20V～100V，工作频率为35～150Hz，占空比为20～90％，处理时间为5～40min；

步骤二、利用金属蒸汽真空弧离子源，对ZrO₂缓冲层表面注入金属元素，形成钉扎层；所用金属蒸汽真空弧离子源为纯Cr离子源，其注入电压为4kV～15kV，束流强度为1～4mA，注入剂量为1×10¹⁵～1×10¹⁷/cm²；

步骤三、利用阴极真空弧离子源，在所述钉扎层表面通过磁过滤沉积方法获得金属层；阴极真空弧离子源为纯Cr离子源；磁过滤沉积时，起弧电流为90～120A，弯管磁场为2.0～4.0A，负偏压为20V～200V，占空比为20～90％，处理时间为1～10h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成的ZrO₂缓冲层厚度为3～15μm，沉积的Cr金属层厚度为2～20μm；Cr离子注入钉扎层提高了ZrO₂和Cr层的结合力；在锆合金包壳表面制备的ZrO₂/Cr复合涂层具有优良的耐高温高压水溶液腐蚀性能和抗高温蒸汽氧化能力，同时避免了Cr涂层与Zr基体的电偶腐蚀发生，应用于反应堆燃料棒锆合金包壳管外表面防护。