[发明专利]一种核用耐辐照结构材料及其制备方法

权利要求书

1.一种核用耐辐照结构材料的制备方法，其特征在于，包括：

以Zr、W、Ta、Hf、V、Ti、Cr和Ce中的至少三种为原料，其中，各元素的摩尔比为Zr：W：Ta：Hf：V：Ti：Cr：Ce为0-25:0-25:0-25：0-25：0-25：0-25：0-25：0-5，利用电弧熔炼法制备高熵合金块体，对所述高熵合金块体进行破碎、球磨得到高熵合金粉末，对所述高熵合金粉末进行等离子球化，得到球形粉末；

将所述球形粉末通过超音速火焰喷涂的方法喷涂至基体材料上，在所述基体材料上制得超音速火焰喷涂涂层，得到核用耐辐照结构材料。

2.根据权利要求1所述的核用耐辐照结构材料的制备方法，其特征在于，所述原料中各元素的摩尔比为Zr：W：Ta：Hf：V：Ti：Cr：Ce为0-10:10-25:10-25：0-10：0-10：0-10：2-25：0-1。

3.根据权利要求1所述的核用耐辐照结构材料的制备方法，其特征在于，所述等离子球化的过程在等离子球化装置中进行，所述等离子球化装置的输出功率为40kW,送粉速度为50-180g/min，中央气和载气为氩气，鞘流气为氩氢混合气，其中，所述中央气的流量为15-30L/min，所述载气的流量为2-4L/min，所述鞘流气的流量为50-70L/min。

4.根据权利要求1所述的核用耐辐照结构材料的制备方法，其特征在于，所述球形粉末的粒径为15-70μm。

5.根据权利要求1所述的核用耐辐照结构材料的制备方法，其特征在于，所述对所述高熵合金块体进行破碎、球磨得到高熵合金粉末包括：

将所述高熵合金块体破碎成尺寸小于2mm的颗粒，得到高熵合金颗粒，将所述高熵合金颗粒置于不锈钢球磨罐中进行高能球磨，球磨时控制球料比为12-15:1，球磨时间为20-36h，球磨时转速为250-350rpm。

6.根据权利要求1所述的核用耐辐照结构材料的制备方法，其特征在于，所述超音速火焰喷涂过程中，所用燃料煤油流量为19-26L/h，氧气流量为750-950L/min，保护气体氮气流量为9-13L/min，送粉器送粉速度为3-5r/min，喷涂距离为300-380mm，喷枪移动速度为0.3-0.8m/s。

7.根据权利要求1所述的核用耐辐照结构材料的制备方法，其特征在于，所述超音速火焰喷涂涂层的厚度为100-1000μm。

8.根据权利要求1所述的核用耐辐照结构材料的制备方法，其特征在于，所述电弧熔炼的过程在电弧炉中进行，所述电弧炉的熔炼气氛为氩气，所述原料在所述电弧炉中翻转熔炼5-8次。

9.根据权利要求1所述的核用耐辐照结构材料的制备方法，其特征在于，所述基体材料为进行过表面处理的基体材料，所述表面处理的过程包括：将基体材料表面经酒精清洗、烘干后，使用粒度为200目的棕刚玉对经酒精清洗并烘干后的基体材料表面进行喷砂，喷砂结束后，使用酒精对喷砂后的基体材料进行超声清洗，去除表面残留颗粒，得到所述基体材料。

10.一种核用耐辐照结构材料，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的核用耐辐照结构材料的制备方法制得。