耐蚀材料及其制备方法和应用技术

本申请涉及一种耐蚀材料及其制备方法和应用。其中，耐蚀材料的制备方法包括：在保护气体氛围下，采用等离子喷涂，将NbMoTaW基难熔高熵合金粉末喷涂于基材的表面，制备涂层；基材的温度为180℃～200℃；等离子喷涂的喷涂距离为80mm～100mm，喷涂电压为78V～80V，喷涂电流为500A～550A。在上述喷涂参数下，高熵合金粒子飞行的速度和温度分布较均匀，飞行粒子的温度较高，保证高熵合金粉末的充分熔化。在喷涂过程中飞行粒子的温度和飞行速度较高，这保证粒子以熔化或半熔化状态高速撞击在基材表面，并在基体表面均匀地铺展、冷却和凝固，层层堆叠，进而形成厚度较厚且耐腐蚀性能较好的难熔高熵合金涂层，以得到耐腐蚀性能较好的耐蚀材料。料。料。

【技术实现步骤摘要】
耐蚀材料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及高熵合金
，特别是涉及一种耐蚀材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]高熵合金涂层是在高熵合金的基础上发展起来的一种新型多主元合金涂层材料。在高熵合金领域中，由难熔金属Nb、Mo、Ta等元素形成的难熔高熵合金由于其优异的高温力学性能受到了广泛的关注。难熔高熵合金涂层具有高强度、高硬度、高耐磨性和抗辐照能力等，以上优异的性能使得难熔高熵合金涂层在航空航天、核聚变反应堆等方面具有巨大的应用潜力。目前，难熔高熵合金涂层的制备方法主要有磁控溅射、激光熔覆和热喷涂。
[0003]传统的难熔高熵合金涂层的制备方法制备的涂层厚度较薄，其耐腐蚀性能较差，进而限制了其作为高压容器的熔覆材料的应用。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种耐蚀材料及其制备方法和应用，其中耐蚀材料的制备方法能够制备具有厚度较厚的NbMoTaW基难熔高熵合金涂层的耐蚀材料，其耐腐蚀性能较好，能够适用于高压容器的熔覆材料。
[0005]第一方面，本申请提供一种耐蚀材料的制备方法，其特征在于，包括：
[0006]在保护气体氛围下，采用等离子喷涂，将NbMoTaW基难熔高熵合金粉末喷涂于基材的表面，制备涂层；所述基材的温度为180℃～200℃；所述等离子喷涂的喷涂距离为80mm～100mm，喷涂电压为78V～80V，喷涂电流为500A～550A。
[0007]在一些实施例中，所述等离子喷涂中喷涂的方向垂直于所述基材的表面。
[0008]在一些实施例中，所述等离子喷涂中，使用送粉气体对所述NbMoTaW基难熔高熵合金粉末进行送粉，所述送粉的进料速率为45g/min～50g/min。
[0009]在其中一个实施例中，所述保护气体的压强为0.4MPa～0.5MPa。
[0010]在一些实施例中，所述NbMoTaW基难熔高熵合金粉末为球形粉末。
[0011]在其中一个实施例中，所述NbMoTaW基难熔高熵合金粉末的粒径分布为25μm～53μm。
[0012]在其中一个实施例中，所述NbMoTaW基难熔高熵合金粉末中还包括V和B中的至少一种。
[0013]在其中一个实施例中，所述NbMoTaW基难熔高熵合金粉末中Nb、Mo、Ta和W的摩尔质量相等。
[0014]在一些实施例中，还包括：进行所述等离子喷涂前对所述基材进行表面去氧化层处理。
[0015]在一些实施例中，还包括：进行所述等离子喷涂前对所述基材进行喷砂处理。
[0016]第二方面，本申请提供一种耐蚀材料，使用上述任一所述的制备方法制备得到，所述耐蚀材料包括基材和NbMoTaW基难熔高熵合金涂层,所述NbMoTaW基难熔高熵合金涂层位
于所述基材的表面。
[0017]在一些实施例中，所述NbMoTaW基难熔高熵合金涂层的厚度为200μm～257μm。
[0018]第三方面，本申请提供一种上述任一所述的制备方法制备的耐蚀材料或者上述任一所述的耐蚀材料作为高压容器的熔覆材料的应用。
[0019]上述耐蚀材料的制备方法使用等离子喷涂进行NbMoTaW基难熔高熵合金涂层的制备。在上述喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流和基材的温度参数下，高熵合金粒子飞行的速度和温度分布较均匀。在该喷涂距离、喷涂电压和喷涂电流的范围内，飞行粒子的温度较高，保证高熵合金粉末的充分熔化。该喷涂距离也保证了粒子在到达基材时保持较大的飞行速度。在喷涂过程中飞行粒子的温度和飞行速度较高，能够铺展充分，这保证粒子以熔化或半熔化状态高速撞击在基材表面，在该基材的温度范围内，粒子可以在基材表面均匀地铺展、冷却和凝固，层层堆叠，进而形成厚度较厚且耐腐蚀性能较好的难熔高熵合金涂层，以得到耐腐蚀性能较好的耐蚀材料。
附图说明
[0020]图1为本申请实施例1提供的NbMoTaW基难熔高熵合金粉末的形貌图，图1中(a)为低倍粉末形貌图，图1中(b)为高倍粉末形貌图；
[0021]图2为本申请实施例1提供的NbMoTaW基难熔高熵合金涂层的表面及截面形貌图，图2中(a)为涂层表面形貌图，图2中(b)为涂层截面形貌图；
[0022]图3为本申请实施例1提供的NbMoTaW基难熔高熵合金粉末及NbMoTaW基难熔高熵合金涂层的X射线衍射图；
[0023]图4为本申请实施例1提供的NbMoTaW基难熔高熵合金涂层的硬度分布曲线图；
[0024]图5为本申请实施例1提供的NbMoTaW基难熔高熵合金涂层在铅铋中静态腐蚀500h后的截面形貌图及能谱图，图5中(a)～(d)为不同位置的截面形貌图，图5中(e)为能谱图。
具体实施方式
[0025]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]本申请一实施例提供了一种耐蚀材料的制备方法，其特征在于，包括：
[0028]在保护气体氛围下，采用等离子喷涂，将NbMoTaW基难熔高熵合金粉末喷涂于基材的表面，制备涂层；基材的温度为180℃～200℃；等离子喷涂的喷涂距离为80mm～100mm，喷涂电压为78V～80V，喷涂电流为500A～550A。
[0029]上述耐蚀材料的制备方法使用等离子喷涂进行NbMoTaW基难熔高熵合金涂层的制备。在上述喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流和基材的温度参数下，高熵合金粒子飞行的速度
和温度分布较均匀。在该喷涂距离、喷涂电压和喷涂电流的范围内，飞行粒子的温度较高，保证高熵合金粉末的充分熔化。该喷涂距离也保证了粒子在到达基材时保持较大的飞行速度。在喷涂过程中飞行粒子的温度和飞行速度较高，这保证粒子以熔化或半熔化状态高速撞击在基材表面，在该基材的温度范围内，粒子可以在基材表面均匀地铺展、冷却和凝固，层层堆叠，进而形成厚度较厚且耐腐蚀性能较好的难熔高熵合金涂层，以得到耐腐蚀性能较好的耐蚀材料。
[0030]可选地，喷涂距离为80mm、82mm、84mm、86mm、88mm、90mm、92mm、94mm、96mm、98mm或100mm。喷涂距离过大时，粉末的飞行距离过长导致其受到氧化的时间增长，粉末的沉积效率会降低。喷涂距离过小时，喷枪会使基材表面的温度过高，从而导致基材表面与涂层接触面的氧化物增多，影响结合强度。
[0031]可选地，喷涂电压为78V、78.2V、78.4V、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐蚀材料的制备方法，其特征在于，包括：在保护气体氛围下，采用等离子喷涂，将NbMoTaW基难熔高熵合金粉末喷涂于基材的表面，制备涂层；所述基材的温度为180℃～200℃；所述等离子喷涂的喷涂距离为80mm～100mm，喷涂电压为78V～80V，喷涂电流为500A～550A。2.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂中喷涂的方向垂直于所述基材的表面。3.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂中，使用送粉气体对所述NbMoTaW基难熔高熵合金粉末进行送粉，所述送粉的进料速率为45g/min～50g/min。4.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述保护气体的压强为0.4MPa～0.5MPa。5.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述NbMoTaW基难熔高熵合金粉末为球形粉末。6.根据权利要求5所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述NbMoTaW基难熔高熵合金粉末的粒径为25μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭祥阳，侯硕，路广遥，周建明，贺韶，丁祥彬，陈帅，申家福，刘苏州，范宜康，庄晓强，王德正，
申请(专利权)人：中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：