一种抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层，由纳米梯度结构的CrxAlySi1‑x‑y层、CraAlbSicN1‑a‑b‑c层以及CreN1‑e层依次沉积在基体上形成，0.45≤x≤0.6，0.15≤y≤0.3，0.3＜a≤0.4，0.2≤b≤0.25，0.06≤c≤0.13，0.85＜e≤1，x、y、a、b、c、e均为平均原子比。本发明专利技术还公开了所述涂层的制备方法，分成三个时间段进行沉积，分别控制各时间段的溅射时间、所用靶材及其溅射功率以及通入N2的流量制得，得到的涂层硬度高达18～23GPa，在300～800℃冷热交替水蒸气腐蚀下5～7次，涂层不开裂，特别适合应用于发电领域。

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层及其制备方法和应用
本专利技术属于高温防护涂层领域，具体涉及一种抗高温水蒸气氧化的陶瓷涂层及其制备方法并应用于发电领域。
技术介绍
在发电领域中，随着人们对节约能源和环境保护的日益重视。要求发电机组的参数不断优化以改善机组效率、降低单位发电量的污染物排放。优化的方向之一是通过发电机组的水蒸气温度要高(600～800℃)以及加大对水蒸气余热的利用(节约能源)，这就对发电机组材料的抗氧化性能提出了更苛刻的要求。中国专利文献CN101225465A公开了一种提高耐热钢高温水蒸气氧化性能的方法，通过对耐热钢表面进行激光表面快速熔化、快速凝固的工艺，使表层获得极细晶粒尺寸、含有较基体组织更高的晶界、亚晶界、孪晶界、位错、空位等点阵缺陷的组织，实现提高抗高温蒸汽氧化能力的目的；经处理过的耐热钢可以用来改善发电机组的部件，如过热器、再热器、高温蒸汽管道、汽轮机转子、叶片、高中压内缸等部件，使得这些部件的抗高温水蒸汽氧化能力大幅度提高，为机组运行提供安全保障。但上述对耐热钢表面进行激光表面重熔处理适用面较窄，发电领域的许多部分并不是耐热钢材料，如部分监测仪表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层，其特征在于，所述纳米梯度复合多层涂层由纳米梯度结构的CrxAlySi1‑x‑y层、纳米梯度结构的CraAlbSicN1‑a‑b‑c层以及纳米梯度结构的CreN1‑e层依次沉积在基体上形成，靠近基体的为CrxAlySi1‑x‑y层，中间为CraAlbSicN1‑a‑b‑c层，表面为CreN1‑e层；其中，0.45≤x≤0.6，0.15≤y≤0.3，0.3＜a≤0.4，0.2≤b≤0.25，0.06≤c≤0.13，0.85＜e≤1，x、y、a、b、c、e均为平均原子比。

【技术特征摘要】
1.一种抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层，其特征在于，所述纳米梯度复合多层涂层由纳米梯度结构的CrxAlySi1-x-y层、纳米梯度结构的CraAlbSicN1-a-b-c层以及纳米梯度结构的CreN1-e层依次沉积在基体上形成，靠近基体的为CrxAlySi1-x-y层，中间为CraAlbSicN1-a-b-c层，表面为CreN1-e层；其中，0.45≤x≤0.6，0.15≤y≤0.3，0.3＜a≤0.4，0.2≤b≤0.25，0.06≤c≤0.13，0.85＜e≤1，x、y、a、b、c、e均为平均原子比。2.根据权利要求1所述的抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层，其特征在于，所述CrxAlySi1-x-y层随厚度增加Al元素逐渐增加，所述CraAlbSicN1-a-b-c层随厚度增加Si、N元素逐渐增加，所述CreN1-e层随厚度增加N元素逐渐减少。3.根据权利要求1所述的抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层，其特征在于，所述CrxAlySi1-x-y层的厚度为1～1.8μm，所述CraAlbSicN1-a-b-c层的厚度为7～9.6μm，所述CreN1-e层的厚度为0.5～2.4μm。4.根据权利要求1所述的抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层，其特征在于，所述纳米梯度复合多层涂层的硬度为18～23GPa。5.根据权利要求1所述的抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层，其特征在于，所述纳米梯度复合多层涂层采用物理气相沉积法制得。6.根据权利要求1～5任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄峰，李朋，葛芳芳，祝涵，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33