高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系、制备方法及应用，通过物理溅射技术在锆合金表面引入一种具有事故容错特性的高熵涂层，在高温下原位形成一种连续的、具有抗氧化特性的锆硅扩散层，从而得到高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系，达到自强化的效果，可发挥多层协同防护的作用，同时具备高熵合金优异的机械性能和硅化物优异的抗氧化性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锆合金防护涂层领域，具体涉及一种，高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系、制备方法及应用，更具体为一种高熵涂层的溅射制备和锆硅扩散层的原位形成，多层协同防护锆合金。

技术介绍

1、高熵合金（hea）与传统工程合金相比，hea没有主要元素，其合金成分比例较为均匀，通常由五种或五种以上等原子或近等原子浓度的主要金属成分组成。许多hea倾向于形成简单的面心立方（fcc）和/或体心立方（bcc）型固溶体相，这一事实通常归因于其高混合熵，其抑制了金属间化合物或其他平衡相的形成。这种高熵合金熵值较高，具有熵稳定特性，高熵合金具有一些优异的性能，包括：高延展性和硬度；良好的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性；和异常高的微观结构稳定性。

2、金属硅化物作为一大类材料，由于其优异的高温抗氧化性、导电性和导热性，在高温抗氧化涂层等功能材料方面得到了广泛的研究。si的加入可在晶粒间的孔隙处形成连续玻璃相，抑制晶粒长大，细化组织、减少孔隙，使涂层更加致密，获得均匀、致密的涂层。si的加入还可以阻止原子的向外扩散，同时抑制了内部氧化，较大含量的硅会提升合金的高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中多元素靶材包括Cr，Zr，Nb三种元素，以及Ti，V，Mo，Ta，W其中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系的制备方法，其特征在于，步骤（1）中预溅射步骤为：利用远源等离子体溅射系统进行涂层沉积，首先进行抽真空处理，然后通入氩气和氧气，调整腔室内工作气压为0.2-1.5Pa，开启RF射频电源进行预热，预热完成后，打开溅射靶材2与靶...

【技术特征摘要】

1.一种高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中多元素靶材包括cr，zr，nb三种元素，以及ti，v，mo，ta，w其中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系的制备方法，其特征在于，步骤（1）中预溅射步骤为：利用远源等离子体溅射系统进行涂层沉积，首先进行抽真空处理，然后通入氩气和氧气，调整腔室内工作气压为0.2-1.5pa，开启rf射频电源进行预热，预热完成后，打开溅射靶材2与靶材3的靶头遮挡板，调整靶材2和靶材3的rf射频电源溅射功率在一定范围内，待溅射靶材2和靶材3起辉后，调整真空插板阀全开；打开溅射靶材1的靶头遮挡板，打开dc直流电源，基底挡板处于关闭状态，靶材进行预溅射5-15分钟后，打开基底挡板，进行反应共溅射。

4.根据权利要求3所述的高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系的制备方法，其特征在于，抽真空处理将腔室内气压抽到10-4 pa级别以下，通入氩气和氧气，氩气气流流速为20-30 sccm，氧气气流流速为0.1-0.3 sccm。

5.根据权利要求3所述的高熵涂层和原位锆硅扩散层的多层协同防护体系的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊华，冯南翔，曹国钦，袁改焕，岳强，田佳佳，杨非凡，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：