一种高熵金属玻璃防护涂层及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高熵金属玻璃防护涂层及制备方法，将锆基多元素靶材切割组成溅射靶材，铝单独作为一个溅射靶材，将单晶硅分别贴在溅射靶材和铝靶材上，通过控制不同靶材的暴露面积，进行高熵合金涂层成分的精细调控。涂层制备使用高真空单室三靶磁控溅射系统，该技术制备的涂层成分均匀、结构致密、膜基结合力好。此外，本发明专利技术制备的Zr

【技术实现步骤摘要】
一种高熵金属玻璃防护涂层及制备方法


[0001]本专利技术涉及防护涂层领域，具体涉及一种高熵金属玻璃防护涂层及制备方法。

技术介绍

[0002]目前核反应堆使用的包壳材料所服役的工况极为苛刻：内受裂变产物、外受冷却剂腐蚀和温度、压力的作用，并受到强烈的中子辐射和冷却剂的冲刷、振动以及内应力、热循环(开、停堆时)应力和燃料肿胀等作用，因此每隔12个月就要更换一次，属于高消耗品。目前的商用锆合金包壳材料常规服役时无任何防护。对于包壳材料而言，关键在于缓和包壳的氧化动力学行为，从而减少热量的产生和氢气的释放。2011年日本福岛发生失水事故，在高温环境下Zr和高温水蒸汽剧烈反应，放出大量的热和爆炸性气体H2，导致反应堆事故的发生。固溶了氧或者氢的锆合金机械性能弱化，易发生腐蚀和诱导开裂。研究证明Zr合金包壳材料在大于800℃的高温环境下暴露出抗氧化性能和力学性能等方面的不足，由此需要发展耐事故包壳材料。在事故条件下尽可能提供较大的安全裕量，避免出现堆芯严重融化的问题。基于此，中国原子能研究院专门设计了一套反应堆包壳材料高温蒸汽氧化淬火试验装置，模拟失水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核反应堆用高熵金属玻璃防护涂层的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）将锆基多元素靶材切割组成溅射靶材，将单晶硅分别贴在溅射靶材和铝靶材上；（2）将贴有单晶硅的铝靶材接到与直流电源相连的靶位，将贴有单晶硅的溅射靶材接到与射频电源相连的靶位上，预溅射后采用共溅射的方法沉积高熵金属玻璃涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中锆基多元素靶材还包括Fe、Nb、Cr、Mo、Ti或Ta中的至少三种，溅射靶材和铝靶材的厚度为3
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10mm，直径大小为3英寸。3.根据权利要求1所述的制备方法层，其特征在于：步骤（1）中单晶硅片或锆合金作为镀膜基底。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中预溅射的步骤为：将腔室内气压抽到5
×
10
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4 Pa以下，通入Ar气，调整腔室内工作气压为3
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5 Pa，开启射频电源进行预热，预热完成后，打开溅射靶材的靶头遮挡板，打开射频电源，待溅射靶材起辉后，调整腔室内气压为0.32
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1.5 Pa，打开铝靶材的靶头遮挡板，打开直流电源，调整调整直流电源的电压和电流。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹国钦，姚航航，胡俊华，邵国胜，田佳佳，裴书博，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：