一种耐辐照涂层制备方法技术

本发明专利技术公开了一种在核聚变关键部件制备抗辐射涂层的方法，制备方法包括：采用考夫曼源对基材进行表面活化处理，随后利用金属真空蒸汽离子源方法(MEVVA)，在基材表面注入一层能提高膜基结合力的金属″钉扎层″；然后采用磁过滤阴极真空弧沉积方法(FCVA)沉积合金应力释放层，紧接着使FCVA以及MEVVA同时工作，并在进气口通入10‑30sccm的氮气和50‑100sccm的乙炔，在基材表面沉积总厚度为1‑50微米的多相镶嵌的合金/氮化物/碳化物碳基涂层。该发明专利技术中磁过滤沉积系统、金属真空蒸汽离子源系统所用阴极为一定配比的TiMoCuNi靶材。通过实施本发明专利技术，在关键部件上沉积多相涂层具有很好的抗辐射能力，防止在聚变堆中其因氦离子轰击引起发泡和脱落带来严重的表面腐蚀，影响服役寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种新型耐辐照涂层制备方法
本专利技术为核能站内核电关键部件的表面防辐照涂层制备方法。本专利技术涉及的是一种合金/氮化物/碳化物碳基涂层制备方法。具体是基于气体及金属离子束技术通过考夫曼气体离子源、金属真空蒸汽离子源以及磁过滤沉积系统制备合金/氮化物/碳化物碳基涂层。技术背景随着科学技术的发展以及人类生活水平的提高对现有电能的需求越来越旺盛，但随着温室效应及资源的过度开采核能成为当今解决电力问题的主要手段。核能主要是利用核反应堆中核裂变或者聚变放出的热能进行发电，与火力发电极其相似。核能发电有很多优点：1)不像化石燃料发电那样排放大量的污染物到大气中；2)不会产生和加重地球温室效应的二氧化碳气体；3)核能发电中核燃料的能量密度比起化石燃料高几百万倍，而且运输和存储很方便；但核能发电也存在着诸多缺点：1)核能电厂会产生高低阶的长寿命放射性废料，对人类有着潜在的辐照危险；2)核电厂内有大量的放射性物质，如发生屏蔽材料损耗或失效会对人及生态造成永久伤害，所以对反应堆内屏蔽保护的材料要求十分苛刻。
技术实现思路
针对核能屏蔽材料损耗或者失效问题，本专利技术基于气体离子源及金属离子束技术利用考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在关键部件表面沉积多相镶嵌的合金/氮化物/碳化物碳基涂层的方法，其特征在于，包括：采用考夫曼气体离子源对基材表面进行表面清洗、活化，提高涂层表面结合力；采用金属真空蒸汽离子源(MEVVA)注入方法，在基底表面注入合金金属元素，形成金属″钉扎层″；采用磁过滤沉积技术(FCVA)在基材表面沉积第一层合金金属过渡层；同时采用金属真空蒸汽离子源(MEVVA)和磁过滤沉积技术(FCVA)，并在真空室内通入反应气体乙炔和氮气沉积第二层多相镶嵌的合金/氮化物/碳化物碳基涂层。

【技术特征摘要】
1.一种在关键部件表面沉积多相镶嵌的合金/氮化物/碳化物碳基涂层的方法，其特征在于，包括：采用考夫曼气体离子源对基材表面进行表面清洗、活化，提高涂层表面结合力；采用金属真空蒸汽离子源(MEVVA)注入方法，在基底表面注入合金金属元素，形成金属″钉扎层″；采用磁过滤沉积技术(FCVA)在基材表面沉积第一层合金金属过渡层；同时采用金属真空蒸汽离子源(MEVVA)和磁过滤沉积技术(FCVA)，并在真空室内通入反应气体乙炔和氮气沉积第二层多相镶嵌的合金/氮化物/碳化物碳基涂层。2.根据权利要求1所述的金属″钉扎层″的制备方法，其特征在于：所述基底层为核反应堆防护材料。3.根据权利要求2所述的金属″钉扎层″的制备方法，其特征在于：所述第一合金金属元素为四元合金靶材，如TiWCuNi，靶材成分Ti(20-80％)，W(10-30％)，Cu(20-50％)，Ni(20-40％)。其注入电压为8～15kV，束流强度为1～10mA，注入剂量为1×1015～1×1017/cm2，注入深度为70～120nm。4.根据权利要求1所述的在基底上沉积多相镶嵌的合金/氮化物/碳化物碳基涂层方法，其特征在于：(a)在沉积所述第一层合金过渡层时，采用的靶材为TiWCuNi合金靶材，靶材成分Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖斌，欧阳晓平，张旭，张丰收，吴先映，罗军，庞盼，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11