[发明专利]一种用EBPVD制备Zr/Al反应叠层箔的方法

摘要

一种用EBPVD制备Zr/Al反应叠层箔的方法，涉及一种Zr/Al反应叠层箔的制备方法。本发明是要解决目前Zr/Al叠层箔制备方法生产效率低、生产成本高、Zr/Al层界面易引入杂质、造成污染、不利于获得更高的自蔓延速率的技术问题。本发明一、EBPVD前期准备工作；二、预热锭料；三、沉积分离层；四、沉积叠层箔。本发明Zr/Al反应叠层箔结构均匀，层厚度可控，界面完整清晰无污染，生产效率高，成本低，并且本发明的各种基板可以使得在制备过程中基板的温度低于200℃以免引起Zr/Al反应叠层箔的燃烧；本发明制备的Zr/Al反应叠层箔可在短时间内以自蔓延的方式放出极大的热量，可以应用于特种焊接领域。

主权项

一种用EBPVD制备Zr/Al反应叠层箔的方法，其特征在于用EBPVD制备Zr/Al反应叠层箔的方法是按以下步骤进行的：一、EBPVD前期准备工作：清洗锭料Ⅰ和锭料Ⅱ，清理EBPVD设备真空室，安装基板，所述的EBPVD设备真空室内设置有两把电子枪，分别是电子枪Ⅰ和电子枪Ⅱ，将清洗后的锭料Ⅰ置于电子枪Ⅰ的下方，将清洗后的锭料Ⅱ置于电子枪Ⅱ的下方，将分离层物质放置在锭料Ⅰ和锭料Ⅱ之间，擦拭基板，关闭挡板；所述的锭料Ⅰ为纯Zr，所述的锭料Ⅱ为纯Al；步骤一中所述的基板为大热沉整体式基板、循环水冷基板、静止水冷基板、分块式基板、加装辐射筒的基板或者加装水冷盒的基板，并且基板厚度大于40mm；二、预热锭料：关闭真空室，抽真空至真空度为6×10‑3Pa时，打开电子枪Ⅰ和电子枪Ⅱ，将电子枪Ⅰ电流设置为0.02A～0.1A，电子枪Ⅱ电流设置为0.02A～0.1A，利用电子枪Ⅰ对锭料Ⅰ进行扫描5min～7min，利用电子枪Ⅱ对锭料Ⅱ进行扫描5min～7min，然后将电子枪Ⅰ的电流调节至0.1A～0.3A，将电子枪Ⅱ的电流调节至0.1A～0.3A，利用电子枪Ⅰ对锭料Ⅰ进行扫描5min～10min，利用电子枪Ⅱ对锭料Ⅱ进行扫描5min～10min；三、沉积分离层：关闭电子枪Ⅰ和电子枪Ⅱ中的一把，将另一把电子枪的电流调节为0.04A～0.05A，调整该电子枪的位置，使该电子枪对分离层物质进行扫描，打开挡板，对分离层物质进行扫描1min～2min，且在进行扫描过程中基板绕基板轴转动，关闭挡板；四、沉积叠层箔：设置电子枪Ⅰ的电流为0.3A～1.5A，电子枪Ⅱ的电流为0.3A～1.5A，打开挡板，沉积叠层箔至达到预计的叠层箔厚度，关上挡板，关闭电子枪，关闭真空系统，打开真空室，将沉积的叠层箔从基板上剥离，得到Zr/Al反应叠层箔；所述的沉积叠层箔的方法为：利用电子枪Ⅰ对锭料Ⅰ进行扫描，同时利用电子枪Ⅱ对锭料Ⅱ进行扫描，用小挡板周期性地交替遮挡锭料Ⅰ和锭料Ⅱ，在进行扫描过程中基板静止；所述的沉积叠层箔的方法为：利用电子枪周期性地交替对锭料Ⅰ和锭料Ⅱ进行扫描，当扫描锭料Ⅰ时用电子枪Ⅰ对锭料Ⅰ进行扫描并同时关闭电子枪Ⅱ，当扫描锭料Ⅱ时用电子枪Ⅱ对锭料Ⅱ进行扫描并同时关闭电子枪Ⅰ，在进行扫描过程中基板静止；所述的沉积叠层箔的方法为：利用电子枪Ⅰ对锭料Ⅰ进行扫描，同时利用电子枪Ⅱ对锭料Ⅱ进行扫描，在进行扫描过程中基板绕基板轴转动或摆动，并且在真空室内的锭料Ⅰ和锭料Ⅱ之间设置一个分隔屏，使得锭料Ⅰ和锭料Ⅱ的蒸汽形成各自的独立空间；所述的基板绕基板轴转动为基板绕基板轴在水平面上沿着顺时针或逆时针一直转动；所述的基板绕基板轴摆动为基板绕基板轴在水平面上沿着顺时针或逆时针转动一定的角度再逆向转动相同的角度回到原点，做周期性反复运动；所述的基板使得在制备Zr/Al反应叠层箔过程中基板的温度低于200℃。