一种铬涂层制备装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术在常规制备工艺上进行改进，提供一种铬涂层制备装置及方法。本发明专利技术的涂层制备装置中，样品固定在样品支撑体上，样品支撑体能够围绕其自身轴心旋转，同时随着样品转盘围绕样品转盘轴心公转，公转及自转的速度可分别独立控制；该装置能够保证涂层的均匀性和致密性。铬涂层的制备方法步骤包括：S1、样品前处理：对锆合金表面进行砂纸打磨、氧化铝抛光、丙酮超声清洗、酒精超声清洗；S2、抽真空，加热；S3、辉光清洗；S4、清洗靶材；S5、镀膜。该方法消除了常规方法产生的晶粒快速生长和由此引起的大晶粒和裂缝现象，制得的铬涂层表面光亮，涂层致密，晶粒细小，无微观裂纹，从而消除了沿晶粒间的快速氧化现象，抗氧化性能更好。

【技术实现步骤摘要】
一种铬涂层制备装置及方法
本专利技术属于涂层制备领域，具体涉及一种铬(Cr)涂层制备装置及铬涂层制备方法。
技术介绍
在2011年福岛核事故之后，国际上对核安全提出了更高的标准，要求反应堆在事故条件下仍然能够保持在安全的状态。在此背景下，国内外进行了大量事故容错材料(ATF)的研发。在ATF的前期目标中，具有实际工程应用价值的是在锆合金上制备抗氧化的涂层材料。经过将近十年的探索研究，在具有潜力的几十种不同材料和结构的涂层中，综合考虑力学，水热腐蚀，高温氧化，中子辐照，等条件的影响，最终筛选出铬作为现阶段在反应堆中应用涂层材料。最近几年西屋，法马通和通用等公司陆续都将具有铬涂层的燃料组件开始进行入堆测试。我国在ATF涂层方面的发展稍落后于发达国家，目前几大核电公司也基本确立采用铬涂层作为现阶段可应用的涂层材料。然而，制备高质量，能够在反应堆中应用的铬涂层仍然处在研发阶段。常规制备铬涂层的方法有电化学，物理气相沉积(PVD)和冷喷涂法。由于利用电化学的方法制备的铬涂层存在很多固有的缺陷而不能在反应堆中应用，PVD和冷喷涂成为现阶段发展的主流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铬涂层制备装置，包括腔体(1)、样品转盘(2)、磁控溅射铬靶(3)、锆合金管(4)、加热体(5)、氩气送气装置(6)、样品支撑体(7)，其特征在于，所述腔体(1)中间位置设置样品转盘(2)，所述腔体(1)内沿周向均匀布有n个磁控溅射铬靶(3)，间隔角度θ，θ＝360°/n，n为正整数，且2≤n≤6；每个磁控溅射铬靶(3)均设有挡板，所述磁控溅射铬靶(3)之间沿腔体(1)周向均匀布有加热体(5)，所述腔体(1)内后部设置氩气送气装置(6)，样品支撑体(7)沿周向均匀设置在所述样品转盘(2)外缘，所述锆合金管(4)分别安装在所述样品支撑体(7)上；所述锆合金管(4)与样品支撑体(7)一起绕...

【技术特征摘要】
1.一种铬涂层制备装置，包括腔体(1)、样品转盘(2)、磁控溅射铬靶(3)、锆合金管(4)、加热体(5)、氩气送气装置(6)、样品支撑体(7)，其特征在于，所述腔体(1)中间位置设置样品转盘(2)，所述腔体(1)内沿周向均匀布有n个磁控溅射铬靶(3)，间隔角度θ，θ＝360°/n，n为正整数，且2≤n≤6；每个磁控溅射铬靶(3)均设有挡板，所述磁控溅射铬靶(3)之间沿腔体(1)周向均匀布有加热体(5)，所述腔体(1)内后部设置氩气送气装置(6)，样品支撑体(7)沿周向均匀设置在所述样品转盘(2)外缘，所述锆合金管(4)分别安装在所述样品支撑体(7)上；所述锆合金管(4)与样品支撑体(7)一起绕样品支撑体(7)的轴心自转，同时随着所述样品转盘(2)围绕所述样品转盘(2)轴心公转，自转和公转速度能够独立控制。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述公转通过公转电机驱动样品转盘(2)旋转实现，所述自转通过自转电机驱动样品支撑体(7)旋转实现，传动采用皮带或齿轮。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述腔体(1)内沿周向每隔90°布有一磁控溅射铬靶(3)。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氩气送气装置(6)设有插板阀用于调整腔体(1)氩气压力。


5.一种用权利要求1-4任一项所述的装置制备铬涂层的方法，其步骤如下：
S1、样品前处理：将锆合金管(4)外表面用砂纸和抛光液打磨均匀，然后在丙酮和酒精中超声清洗至表面无油污杂质；
S2、抽真空，加热：将清洗好的锆合金管(4)安装在样品支撑体(7)上，对腔体(1)抽真空至预定压力值以下，然后开启加热体(5)将腔体(1)加热至预定温度值范围；
S3、辉光清洗：待温度稳定且...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭述明，张海斌，韩晓春，陈辰，谭永强，冯万林，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51