[发明专利]耐高温抗结焦铬铝氮/二氧化钛复合镀层及其制备方法

权利要求书

1.一种CrAlN/TiO₂复合镀层的制备方法，其特征在于：该复合镀层的制备方法包括以下步骤：

在基底表面制备CrAlN镀层，然后在CrAlN镀层表面制备具有抗结焦功能的TiO₂镀层；

所述CrAlN镀层采用多弧离子镀制备，CrAlN镀层厚度为3~4µm，所述TiO₂镀层采用原子层沉积制备；

所述CrAlN镀层提高了具有抗结焦功能的TiO₂镀层在高温、有氧环境下的抗剥落性能。

2.根据权利要求1所述一种CrAlN/TiO₂复合镀层的制备方法，其特征在于：所述复合镀层的制备方法具体包括以下步骤：

1）采用多弧离子镀在碳钢基底表面制备作为打底层的Cr镀层及作为过渡层的CrN镀层后在CrN镀层表面制备CrAlN镀层，得到镀有CrAlN的碳钢基底；

2）对镀有CrAlN的碳钢基底进行清洗后干燥；

3）经过步骤2）后，利用原子层沉积在镀有CrAlN的碳钢基底表面制备TiO₂镀层。

3.根据权利要求2所述一种CrAlN/TiO₂复合镀层的制备方法，其特征在于：所述复合镀层的制备方还包括以下步骤：在步骤1）之前，对碳钢基底表面打磨、抛光、清洗和干燥。

4.根据权利要求2所述一种CrAlN/TiO₂复合镀层的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，Cr镀层的制备工艺参数包括：纯Cr靶弧电流为60~90A，偏压为80~120V，沉积温度为350~400℃，Cr镀层厚度为0.1~0.5μm；CrN镀层的制备工艺参数包括：纯Cr靶弧电流为60~90A，偏压为100~400V，沉积温度为350~400℃，CrN镀层厚度为0.1~1µm。

5.根据权利要求2所述一种CrAlN/TiO₂复合镀层的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，CrAlN镀层的制备工艺参数包括：CrAl靶弧电流为60~90A，偏压为40~70V，沉积温度为350~400℃。

6.根据权利要求2所述一种CrAlN/TiO₂复合镀层的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中，TiO₂镀层的制备工艺参数包括：原子层沉积过程的单次循环中采用氮气为吹扫气体，钛源前驱体、氮气、氧源、氮气的通入时间依次为1~2s、25~35s、0.2~0.4s、75~85s；原子层沉积过程的总循环次数为1500~2500次，TiO₂镀层厚度为100~300nm。

7.一种如权利要求1-6中任意一项权利要求所述的制备方法制得的CrAlN/TiO₂复合镀层，其特征在于：该复合镀层包括CrAlN镀层以及设置在CrAlN镀层表面的具有抗结焦功能的TiO₂镀层。

8.根据权利要求7所述的CrAlN/TiO₂复合镀层，其特征在于：所述TiO₂镀层的厚度为100~300nm。

9.根据权利要求7所述的CrAlN/TiO₂复合镀层，其特征在于：所述复合镀层还包括设置在CrAlN镀层与碳钢基底之间的作为过渡层的CrN镀层及作为打底层的Cr镀层。

10.一种如权利要求7所述的CrAlN/TiO₂复合镀层在航空发动机燃油管道内壁的表面钝化和/或高温抗结焦防护中的应用。