【CN109852943A】核用锆合金表面CrN涂层的制备方法及产品【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910195924.4
(22)申请日 2019.03.15
(71)申请人 成都理工大学
地址 610051 四川省成都市二仙桥东三路1
号
(72)发明人 刘春海　陈青松　龙剑平　汪建　
何林芯　赵莎　曾王镒　蔡宋刚　
(74)专利代理机构 成都天既明专利代理事务所
(特殊普通合伙) 51259
代理人 李蜜
(51)Int.Cl.
C23C 14/35(2006.01)
C23C 14/06(2006.01)
G21F 1/12(2006.01)
(54)发明名称
核用锆合金表面CrN涂层的制备方法及产品
(57)摘要
本发明公开了一种核用锆合金表面CrN涂层
的制备方法及产品，通过多靶磁控溅射技术，调
整溅射功率、基体温度和偏压，在Zr合金基体表
面制备CrN涂层。

本发明通过调整基体偏压增加
了沉积粒子的能量，从而增强了沉积粒子对Zr合
金基体表面的轰击作用，促进CrN涂层与Zr合金
基体界面处的结合，进而增加CrN涂层与Zr合金
基体之间的结合力，得到沉积于Zr合金基体表面
的致密均匀、结合性能优异、厚度较大的CrN涂
层，这对于在锆合金表面制备满足工程应用厚度
(10μm以上)的保护性涂层具有重要的科学意义
和工程应用价值。

权利要求书1页 说明书7页 附图2页CN 109852943 A 2019.06.07
C N 109852943
A
权　利　要　求　书1/1页CN 109852943 A
1.一种核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)基体材料预处理：对Zr合金基体材料依次进行抛光和清洗；
(2)基体材料反溅射清洗：将预处理后的基体材料置于磁控溅射设备的真空炉腔内样品台上，并于真空不大于2×10-4Pa条件下，采用偏压反溅射清洗；
(3)靶材预溅射：在Ar气气氛下，对Cr靶材进行预溅射，以去除靶材表面的氧化物或吸附杂质；
(4)溅射CrN涂层：在N2气氛下，于溅射气压为0.4～0.6Pa、偏压为-60～-150V、溅射功率为120～160W、沉积温度为200～400℃条件下对Cr靶材进行溅射，至沉积于锆合金基体材料上的CrN涂层达到设定厚度，得到沉积有CrN涂层的锆合金样品；
(5)去应力和矫正变形后处理：将步骤(4)得到的样品在不大于6.0×10-4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h以上，即得完成对沉积有CrN涂层的锆合金样品的后处理。

2.根据权利要求1所述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，其特征在于步骤(2)中，反溅射清洗条件为：反溅射气体为Ar，反溅射气压为2～3Pa，反溅射偏压为-700～-800V，反溅射时间为10～15min。

3.根据权利要求1所述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，其特征在于步骤(3)中，预溅射条件为：在Ar气气氛下，于预溅射气压为0.3～0.6Pa、预溅射功率为50～100W条件下，关闭挡板，对Cr靶材进行预溅射清洗，清洗时间为10～15min。

4.根据权利要求1所述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，其特征在于步骤(4)中，靶基距为5～7cm。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，其特征在于所述Zr合金基体材料为Zr-4合金。

6.权利要求1至5任一权利要求所述方法制备得到的沉积有CrN涂层的核用锆合金产品。

7.根据权利要求6所述沉积有CrN涂层的核用锆合金产品，其特征在于所述CrN涂层厚度大于10μm。

2。