一种事故容错型Cr/Nb纳米多层涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种事故容错型Cr/Nb纳米多层涂层及其制备方法，通过磁控溅射在洁净的硅基体上沉积制备Cr/Nb纳米多层涂层，其原理是Ar气经辉光放电后产生高密度Ar+，Ar+在电场的作用下被强烈吸引到负电极并以高速率轰击金属Cr直流靶和金属Nb直流靶，形成碰撞级联过程溅射出靶原子和二次电子，Cr原子和Nb原子最终反向运动至阳极的硅基体上沉积，而二次电子在正交电磁场的运动方向与电场、磁场垂直，以旋轮线的形式循环运动，提高了Ar的电离率，增加了离子密度和能量，从而实现高速率溅射。该方法通过控制调制比来对事故容错型Cr/Nb纳米多层涂层的微观结构进行调控，提高Cr/Nb纳米多层涂层的抗氧化性能。层涂层的抗氧化性能。层涂层的抗氧化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种事故容错型Cr/Nb纳米多层涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于材料表面改性领域，具体涉及一种事故容错型Cr/Nb纳米多层涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属纯Cr涂层由于具有良好的耐腐蚀性、较高的熔点以及优异的力学强度和耐磨性，同时兼具良好的化学惰性、高温氧化性能以及衬底附着力而成为轻水堆包壳材料的首选。目前已有多种制备方法用于沉积金属纯Cr涂层，其中磁控溅射法因其能量低、沉积速率可控、工艺重复性好，是一种比较成熟的涂层制备技术。但磁控溅射所制备的金属纯Cr涂层通常表现为柱状晶的生长形貌，柱状晶的连续性晶界是一种缺陷，其在外力作用下容易造成涂层的开裂和剥落，难以实现多功能高效防护，因而柱状晶的持续生长不利于金属Cr涂层性能的改善，通过引入异质界面可以破坏柱状晶在整个薄膜厚度方向的连续生长，实现多层膜涂层的应力取向性多功能防护。Nb与Cr同为BCC金属，且金属Nb涂层具有良好的抗辐照性能和较小的热中子吸收截面，同时兼具高熔点、高热强性以及一定的耐蚀性，因此选用Cr与Nb两种材料作为靶材，结合两种材料的优点，采用磁控溅射法制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种事故容错型Cr/Nb纳米多层涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对硅基体表面进行超声清洗并烘干；步骤2、在真空环境下，采用Cr靶和Nb靶对硅基体进行直流磁控共溅射，Cr靶和Nb靶的沉积功率均为200W，沉积气压为0.3Pa，硅基体转速为10r/min，溅射沉积至预定厚度后，随炉冷却至室温得到Cr/Nb纳米多层涂层；所述磁控共溅射过程中，各个调制周期形成的Cr层和Nb层厚度之和相同，且各调制周期中形成的Cr层与Nb层厚度的调制比为0.1～9.0。2.根据权利要求1所述的一种事故容错型Cr/Nb纳米多层涂层的制备方法，其特征在于，步骤1中，首先对硅基体进行抛光，然后将抛光后的硅基体在丙酮和无水乙醇中分别超声清洗15min后并烘干，以去除硅基体表面的杂质。3.根据权利要求1所述的一种事故容错型Cr/Nb纳米多层涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中所述真空环境的真空度为1.0
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‑4Pa以下。4.根据权利要求1所述的一种事故容错型Cr/Nb纳米多层涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中，在真空环境下，首先利用Ar
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离子对硅基底进行刻蚀，然后进行预溅射；所述刻蚀功率为200W，刻蚀气压为1.0Pa，刻蚀时间为5min。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚强，王佳宁，张金钰，吴凯，刘刚，孙军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：