[发明专利]一种Cr-Si-C-N纳米复合涂层的制备方法

摘要

本发明属于涂层的制备方法，具体涉及一种超临界水冷堆燃料包壳表面Cr-Si-C-N纳米复合涂层的制备方法。它包括：步骤一：基体镀前处理与反溅清洗；用300目～1200目的金相砂纸对基材进行研磨抛光，达到镜面状态即可，然后将基材置于超声波容器中进行除油剂清洗，除油剂清洗完成后进行酸洗与去离子水漂洗后在真空干燥炉内烘干，最后将烘干基材置于沉积真空室进行等离子体反溅清洗，步骤二：Cr(C，N)梯度过渡层沉积；步骤三：Cr-Si-C-N纳米复合涂层沉积；步骤四：涂层热处理。本发明的效果是：硬度高、抗氧化度高、涂层附着牢固。

主权项

一种Cr‑Si‑C‑N纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：包括下述步骤步骤一：基体镀前处理与反溅清洗用300目～1200目的金相砂纸对基材进行研磨抛光，达到镜面状态即可，然后将基材置于超声波容器中进行除油剂清洗，除油剂清洗完成后进行酸洗与去离子水漂洗后在真空干燥炉内烘干，最后将烘干基材置于沉积真空室进行等离子体反溅清洗，步骤二：Cr(C，N)梯度过渡层沉积采用JW‑500型弧离子增强反应磁控溅射设备在基材表面沉积Cr(C，N)梯度过渡层，首先将环境的真空度抽到5×10‑4Pa，然后充入Ar气，Ar气流量为50sccm，气压为0.5Pa，通气10分钟，接着将N2与CH4气的流量分别从0sccm与0sccm逐渐调整至50sccm与40sccm，气压也为0.5Pa，3种气源纯度均为99.99％；将1个磁控Cr靶的溅射功率调到2.0kW、2个柱弧Cr靶的弧电流调到70A，Cr靶纯度均为99.99％，将沉积偏压调到‑50V、沉积温度调到200℃，随后打开基片台挡板，沉积30min，沉积厚度约为1μm，步骤三：Cr‑Si‑C‑N纳米复合涂层沉积采用JW‑500型弧离子增强反应磁控溅射设备，在沉积过渡层后，在不间断真空环境的条件下，继续沉积Cr‑Si‑C‑N纳米复合涂层，在沉积过程中，环境真空度、Ar、N2与CH4气体流量和气压、磁控Cr靶溅射功率、柱弧Cr靶弧电流、沉积温度等参数均保持不变，将磁控Si靶溅射功率调到0.5kW，并将基体沉积偏压由‑50V调到‑200V，沉积时间为1.5～2.0h，沉积厚度约为 2～3μm，步骤四：涂层热处理在沉积Cr‑Si‑C‑N纳米复合涂层后，不间断真空环境，对试样进行原位退火，其工艺参数为：真空度5×10‑4Pa、退火温度500℃、升温速率10℃/min、保温时间60分钟，保温结束后随炉冷至室温，随后取出。