[发明专利]核用锆合金表面CrN涂层的制备方法及产品

摘要

本发明公开了一种核用锆合金表面CrN涂层的制备方法及产品，通过多靶磁控溅射技术，调整溅射功率、基体温度和偏压，在Zr合金基体表面制备CrN涂层。本发明通过调整基体偏压增加了沉积粒子的能量，从而增强了沉积粒子对Zr合金基体表面的轰击作用，促进CrN涂层与Zr合金基体界面处的结合，进而增加CrN涂层与Zr合金基体之间的结合力，得到沉积于Zr合金基体表面的致密均匀、结合性能优异、厚度较大的CrN涂层，这对于在锆合金表面制备满足工程应用厚度(10μm以上)的保护性涂层具有重要的科学意义和工程应用价值。

主权项

1.一种核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)基体材料预处理：对Zr合金基体材料依次进行抛光和清洗；(2)基体材料反溅射清洗：将预处理后的基体材料置于磁控溅射设备的真空炉腔内样品台上，并于真空不大于2×10^‑4Pa条件下，采用偏压反溅射清洗；(3)靶材预溅射：在Ar气气氛下，对Cr靶材进行预溅射，以去除靶材表面的氧化物或吸附杂质；(4)溅射CrN涂层：在N₂气氛下，于溅射气压为0.4～0.6Pa、偏压为‑60～‑150V、溅射功率为120～160W、沉积温度为200～400℃条件下对Cr靶材进行溅射，至沉积于锆合金基体材料上的CrN涂层达到设定厚度，得到沉积有CrN涂层的锆合金样品；(5)去应力和矫正变形后处理：将步骤(4)得到的样品在不大于6.0×10^‑4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h以上，即得完成对沉积有CrN涂层的锆合金样品的后处理。