[發明專利]一種金屬鈾表面滲硅改性層及其制備方法、制備裝置

有效

• 申請號: 201811115836.0
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109097725B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 張永彬;胡殷;閆婷文;朱康偉;周寰林;潘啟發;鐘火平;楊瑞龍;周萍;劉柯釗
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: C23C10/08
• 分類號: C23C10/08
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

1.一種金屬鈾表面滲硅改性層，其特征在于：在金屬鈾表面的滲硅改性層；所述滲硅改性層為陶瓷態的鈾硅氧鈍化膜；所述滲硅改性層的厚度為不低于200nm。

2.權利要求1所述的一種金屬鈾表面滲硅改性層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：在真空度不超過30Pa的真空室(2)中，以氬氣和含硅元素的氣體作為反應氣體，采用脈沖激光掃描系統(4)對溫度為160～170℃的工件(6)進行表面掃描，脈沖激光掃描系統(4)的掃描激光能量密度為1000～7000mJ/cm²，激光重疊度為40％～60％；

S2：掃描完成后，關閉脈沖激光掃描系統(4)，去除工件(6)，即可；

所述步驟S1 中，所述含硅元素的氣體為常溫下為氣態的硅烷以及硅烷的衍生物。

3.根據權利要求2所述的一種金屬鈾表面滲硅改性層的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中，向真空室(2)中通入的所述氬氣和含硅元素的氣體的質量比為9:1。

4.根據權利要求3所述的一種金屬鈾表面滲硅改性層的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中，真空室(2)內的真空度為不超過30Pa；所述含硅元素的氣體的分壓為0.005～0.02mbar。

5.根據權利要求3所述的一種金屬鈾表面滲硅改性層的制備方法，其特征在于：所述脈沖激光掃描系統(4)的掃描激光的掃描間距為0.5mm～1.2mm，所述掃描速率為0.5～1.5mm/s。

6.根據權利要求2～5任一項所述的一種金屬鈾表面滲硅改性層的制備方法，其特征在于：所述步驟S1之前還設有S0，所述S0為工件(6)前處理步驟，為：在真空度不超過20Pa的真空室(2)內對加熱工件(6)至工件(6)溫度達到160～170℃，恒溫，并開啟脈沖激光掃描系統(4)對工件(6)表面進行納秒脈沖激光濺射清洗，納秒脈沖激光能量密度為2000mJ/cm²，激光重疊率為50％，然后關閉激光掃描系統。

7.根據權利要求2～5任一項所述的一種金屬鈾表面滲硅改性層的制備方法，其特征在于：所述工件(6)在步驟S1中保持溫度恒定。

8.權利要求1所述的一種金屬鈾表面滲硅改性層的制備裝置，其特征在于：包括脈沖激光掃描系統(4)、工件(6)加熱裝置(3)、真空室(2)、工作臺、溫度檢測裝置(8)、兩個進氣口；所述工作臺、溫度檢測裝置(8)的檢測端、兩個進氣口設置在真空室(2)內，所述真空室(2)外接真空泵(1)，兩個所述進氣口分別外接含硅元素的氣體載氣源(9)、氬氣載氣源(12)；所述真空室(2)頂部設置有透光玻璃窗口(5)，所述脈沖激光掃描系統(4)發出的激光通過透光玻璃窗口(5)對工件(6)表面進行掃描。

9.根據權利要求8所述的一種金屬鈾表面滲硅改性層的制備裝置，其特征在于：所述真空室(2)為石英真空室。

10.根據權利要求8所述的一種金屬鈾表面滲硅改性層的制備裝置，其特征在于：兩個所述進氣口與含硅元素的氣體載氣源(9)、氬氣載氣源(12)之間的氣體管道上均設置鈾質量流量計(11)。