一种金属管内壁氧化铬-氧化铝复合涂层制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化铬‑氧化铝复合涂层及其制备方法，所述涂层位于管状金属基体内壁，从内向外依次为：CuCr/(Al,Cr)2O3/Al2O3，厚度为10‑40μm。所述制备方法结合了化学电镀铬、熔盐电沉积铝及微弧氧化技术，使三种不同的金属至少存在Cu‑Cr和Cr‑Al两种两相涂层，从而形成CuCr/(Al,Cr)2O3过渡层，过渡层具有梯度的功能，可以有效提高不同涂层的结合能力，降低由于热失配而导致的氧化物脱落问题，所制备的氧化铬‑氧化铝复合涂层，成分均匀，与管内壁结合紧密，不易脱落，高温机械性能稳定；将氧化铬‑氧化铝复合涂层应用在核聚变阻氚领域，可以有效阻止氚渗透，且具有较长的使用寿命。

A metal pipe inner wall oxide chromium alumina composite coating preparation method

The invention discloses a chromium oxide alumina composite coating and preparation method thereof, wherein the coating in the inner wall of the tubular metal substrate, from the inside out as follows: CuCr/ (Al, Cr) 2O3 /Al2O3, thickness of 10 40 m. The preparation method of chromium plating and chemical electrodeposition in molten salts of aluminum and micro arc oxidation technology, so there are at least three different metals Cu Cr and Cr Al two two-phase coating, resulting in the formation of CuCr/ (Al, Cr) 2O3 transition layer, transition layer with gradient function, combined with the ability to effectively improve the different coating, decrease due to mismatch of thermal oxide shedding problem, the chromium oxide alumina composite coating prepared by homogeneous, tightly combined with the inner wall of the tube, not easy to fall off, high temperature and stable mechanical properties; chromium oxide will alumina composite coating used in nuclear fusion tritium field, can to effectively prevent the tritium permeation, and has long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种金属管内壁氧化铬-氧化铝复合涂层制备方法
本专利技术属于功能氧化物陶瓷涂层及核聚变
，具体涉及一种氧化铬-氧化铝复合涂层及其制备方法。
技术介绍
核聚变反应装置在实际设计过程中要考虑到氚向环境渗透的问题，氚透过结构材料向外渗透不仅会导致氚的损失，同时引起放射性危害，还会因其同位素易燃、易爆而引发安全问题，因此在结构材料表面制备阻氚涂层是解决氚包容容器中氚渗透的有效措施之一。金属氧化物涂层是一种良好的功能陶瓷材料，既具有阻氚渗透的功能，又具有防腐蚀的功能。常见的具有上述功能的金属氧化物有：Cr2O3、Y2O3、Er2O3、Al2O3、SiO2等。Al2O3具有多种相结构，其中α-Al2O3相最为致密、稳定，是一种良好的阻氚渗透涂层候选材料。但是，金属基体与氧化物间存在较大的热胀系数差异，容易产生热失配问题进而导致氧化物涂层脱落。同时，在核聚变反应装置中，氚容器通常具有管状通道，因此，需要在管状基体的内壁上进行涂层的制备。相对于平面或外表面的涂层制备，内壁涂层更不易结合牢固、不易制备均匀。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是通过本专利技术针对现有复合涂层制备工艺中存在的不足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化铬‑氧化铝复合阻氚涂层，其特征在于，所述氧化铬‑氧化铝复合涂层位于管状金属基体内壁，所述氧化铬‑氧化铝复合涂层从内向外依次为：CuCr/(Al,Cr)2O3 /Al2O3，厚度为10‑40μm。

【技术特征摘要】
1.一种氧化铬-氧化铝复合阻氚涂层，其特征在于，所述氧化铬-氧化铝复合涂层位于管状金属基体内壁，所述氧化铬-氧化铝复合涂层从内向外依次为：CuCr/(Al,Cr)2O3/Al2O3，厚度为10-40μm。2.一种氧化铬-氧化铝复合涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在管状金属基体内壁化学电镀铬；在镀铬的所述管状金属基体内壁熔盐电沉积铝；将所述镀铬及沉积铝的管状金属基体进行微弧氧化，得到氧化铬-氧化铝复合涂层。3.根据权利要求2所述的氧化铬-氧化铝复合涂层制备方法，其特征在于，所述在管状金属基体内壁化学电镀铬，进一步为：配置的镀铬溶液PH调节在2.5-3.5之间，温度保持在25℃-45℃范围内，电源采用直流电，电镀过程中电流密度为30-50A/dm2，频率为1000Hz，时间为10-60min。4.根据权利要求2所述的氧化铬-氧化铝复合涂层制备方法，其特征在于，所述在镀铬的管状金属基体内壁熔盐电沉积铝，进一步为：将所述管状金属基体放入到NaCl-KCl-AlCl3三元系无机熔盐中进行熔盐电镀，温度控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迎春，李光彬，董金全，李雨莎，万秀娟，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11