一种钢基材表面Al2O3涂层的原子层沉积制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钢基材表面Al2O3涂层的原子层沉积制备方法，首先用原子层沉积技术在钢基材表面沉积一层厚度合适的非晶的致密的Al2O3涂层，然后在保护气氛中用适宜的温度热退火处理得到结晶化的Al2O3陶瓷涂层。本发明专利技术的主要优点是：一是可以在复杂形状的钢基材表面和内部均可沉积得到厚度均匀且致密的涂层；二是涂层通过化学键与基底结合，附着性能强；三是制备方法简单，环境污染小。

【技术实现步骤摘要】
一种钢基材表面Al2O3涂层的原子层沉积制备方法
本专利技术涉及一种钢基体表面的氧化铝涂层原子层沉积制备方法，属于金属材料表面功能涂层制备

技术介绍
Al2O3化学性质稳定，具有优良的耐腐蚀性能，是耐腐蚀涂层研究领域最重要的涂层材料之一，广泛地应用在能源、化工、机电、交通器械等行业。在聚变反应堆中，加速器驱动次临界系统(ADS)安全性强，可以实现嬗变处理长寿命核废料、生产核燃料等功能。作为ADS系统的散裂靶兼冷却剂的液态铅铋合金(LBE)具有良好的中子学性能及热性能等。但当结构材料直接暴露在高温流动的LBE中时，会因溶解、氧化等腐蚀而对核反应堆系统的安全运行造成威胁。对于500℃以上运行的ADS系统，必须在结构材料表面制备防腐蚀涂层进行保护。然而传统利用等离子体喷涂、火焰喷涂等工艺进行耐LBE腐蚀Al2O3涂层因致密性等问题而使其耐腐蚀性不够理想，并且存在开裂、剥落等结合问题。并且热喷涂涂层制备方法由于本身的工艺过程特点限制其不能在复杂结构部件表面、管道和腔体内壁进行涂层制备。常规的气相沉积、溅射和蒸发等物理沉积的涂层制备法都能在钢基材表面制备出性能比较优秀的Al2O3涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢基材表面Al2O3涂层原子层沉积制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)原子层沉积非晶氧化铝：将钢基材表面进行前处理后，放入原子层沉积腔中，采用原子层沉积工艺在钢基材表面制备一层均匀致密、与钢基材结合良好的非晶氧化铝涂层；(2)热处理：将覆有非晶氧化铝涂层的钢基材工件，放入保护气氛中热处理，以获得结晶型Al2O3陶瓷涂层。

【技术特征摘要】
1.一种钢基材表面Al2O3涂层原子层沉积制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)原子层沉积非晶氧化铝：将钢基材表面进行前处理后，放入原子层沉积腔中，采用原子层沉积工艺在钢基材表面制备一层均匀致密、与钢基材结合良好的非晶氧化铝涂层；(2)热处理：将覆有非晶氧化铝涂层的钢基材工件，放入保护气氛中热处理，以获得结晶型Al2O3陶瓷涂层。2.如权利要求1所述的钢基材表面Al2O3涂层原子层沉积制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，前处理具体为：将钢基材依次用120目、240目、800目、1200目、2000目砂带机械抛光，然后分别用乙醇和丙酮超声清洗。3.如权利要求1所述的钢基材表面Al2O3涂层原子层沉积制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，原子层沉积工艺具体为：(1)对腔体、管道、钢基体工件进行加热；然后进行前驱体源的沉积，每次沉积之后用氮气(纯度清洗腔室，所述的前驱体源为铝源和氧源；(2)循环上述步骤(1)，实现氧化铝涂层的沉积。4.如权利要求3所述的钢基材表面Al2O3涂层原子层沉积制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)还包括在前驱体源沉积和清洗步骤之间引入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪国，雷曼，郑委，
申请(专利权)人：滁州国凯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34