一种二氧化铪涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种二氧化铪涂层及其制备方法，属于涂层制备领域。本发明专利技术中，原料铪的氯化反应与HfO2涂层的化学气相沉积反应过程简单，HfO2涂层沉积速率大幅提高至30μm/h以上，且不会带来杂质污染；化学气相沉积反应可在预热后的待沉积基体的所有表面发生，可同时实现难熔金属复杂器件内外表面涂层的均匀沉积；CVD沉积是通过化学反应原位产生HfO2分子，HfO2分子逐个堆积形成涂层，涂层密度超过其理论密度的99％；HfO2涂层的生长选择热力学能量最低的方向，涂层形成了择优取向的织构组织，使涂层的辐射系数提高至0.90以上，高温散热性能优良。

A Hafnium Dioxide Coating and Its Preparation Method

The invention provides a hafnium dioxide coating and a preparation method thereof, belonging to the field of coating preparation. In the present invention, the chlorination reaction of raw material hafnium and chemical vapor deposition reaction of HfO 2 coating are simple, the deposition rate of HfO 2 coating is greatly increased to more than 30 um/h, and impurity pollution is not caused; chemical vapor deposition reaction can occur on all surfaces of the substrate to be deposited after preheating, and can simultaneously realize uniform deposition of internal and external surface coatings of refractory metal complex devices; The HfO 2 molecule is produced in situ by superchemical reaction, and the HfO 2 molecule piles up one by one to form a coating with a density exceeding 99% of its theoretical density. The growth of the HfO 2 coating chooses the direction with the lowest thermodynamic energy, and the coating forms a preferred orientation texture, which increases the radiation coefficient of the coating to more than 0.90 and has excellent heat dissipation performance at high temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化铪涂层及其制备方法
本专利技术涉及涂层制备
，特别涉及一种二氧化铪涂层及其制备方法。
技术介绍
难熔金属(铼、铌、钽、钨、钼及其合金)具有高熔点及高温强度高等性能特点，成为航天航空领域重要的结构材料。但难熔金属在高温氧化环境中的抗氧化能力较差，一般均需要涂层保护才能使用。目前，难熔金属部件比较成熟的保护涂层主要是硅化物陶瓷涂层，但该涂层的最高使用温度不超过1350℃。随着航天航空技术的发展，需要涂层的使用温度超过1800℃。HfO2涂层具有高达2810℃的熔点，热辐射系数高，蒸发率低，价格低廉，且热膨胀系数与难熔金属非常接近，热匹配性较为理想，作为难熔金属保护涂层可单独使用，也可与铱形成复合涂层使用。关于HfO2薄膜或涂层的制备方法主要有物理法和化学法。物理法包括磁控溅射法、电子束蒸发法(EBE)和等离子喷涂(PS)法等；化学法包括离子束辅助沉积法(IBAD)及金属有机化合物化学气相沉积法(MOCVD)。磁控溅射法设备投资较大，溅射速率较低，靶材利用率低，磁控溅射法不适合管材及复杂器件内表面的薄膜或涂层制备；EBE沉积速率低(1μm/h)，所制备的HfO2涂层存在较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化铪涂层的制备方法，包括以下步骤：在真空条件下，将原料铪与氯气发生氯化反应，得到HfCl4气体；将基体依次进行预处理和预热，得到待沉积基体；所述HfCl4气体与CO2和H2在所述待沉积基体表面发生化学气相沉积，形成二氧化铪涂层。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化铪涂层的制备方法，包括以下步骤：在真空条件下，将原料铪与氯气发生氯化反应，得到HfCl4气体；将基体依次进行预处理和预热，得到待沉积基体；所述HfCl4气体与CO2和H2在所述待沉积基体表面发生化学气相沉积，形成二氧化铪涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氯化反应的温度为200～300℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氯气的流量为20～80mL/min。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述氢气的流量为400～600mL/min，所述二氧化碳的流量为200～300mL/min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预热的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡昌义，魏燕，蔡宏中，周利民，陈力，郑旭，张诩翔，崔浩，柳森，刘少鹏，张贵学，
申请(专利权)人：贵研铂业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53