[發(fā)明專利]一種高性能Zr/Al涂層的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010417541.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN111676475A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)慶豐;李雷;季雪素;杜雪澤;田娜娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;C23C24/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高性能Zr/Al涂層的制備方法，其特征在于，其特征在于，借助機(jī)械球磨、電子束處理的組合工藝來制備高性能的耐腐Zr/Al涂層，通過Al塊體與Zr粉體機(jī)械混合球磨的方法在Al基體表面預(yù)置一層Zr的涂層，再利用電子束處理來改善涂層表面致密度、實(shí)現(xiàn)Al與Zr的冶金結(jié)合，提高材料的硬度與耐腐蝕性能；具體步驟如下：

(1)基體表面預(yù)處理：

將塊體純鋁切割成鋁塊樣品，對(duì)鋁塊樣品機(jī)械打磨拋光、清洗和干燥；

(2)預(yù)置Zr涂層：

選用的制備涂層的粉末原料為Zr粉末，在高純氬氣保護(hù)下，將步驟(1)制備的鋁塊樣品與Zr粉末混合均勻進(jìn)行球磨，使Zr粉末沉積在作為基體的鋁塊樣品表面上以制備純Zr涂層。同時(shí)，高純氬氣用作保護(hù)氣體，以避免氧化和污染；

(3)強(qiáng)流脈沖電子束輻照處理：

將表面上制備有純Zr涂層的鋁塊樣品固定于載物臺(tái)上，利用“HOPE-1”型強(qiáng)流脈沖電子束裝置垂直輻照預(yù)置Zr涂層表面，進(jìn)而在Al基體樣品表面得到Zr/Al合金層。

2.如權(quán)利要求1所述的一種高性能Zr/Al涂層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，塊體純鋁為1060塊體純鋁；切割成鋁塊樣品指利用線切割機(jī)床將其切割成10×10×5mm鋁塊樣品；所述機(jī)械打磨拋光是指依次采用規(guī)格為150-3000目的SiC砂紙打磨，拋光劑選擇粒徑為0.5μm的金剛石拋光劑；清洗指用丙酮和無水乙醇對(duì)拋光后的鋁塊樣品進(jìn)行超聲清洗；干燥指使用吹風(fēng)機(jī)干燥鋁塊樣品。

3.如權(quán)利要求1所述的一種高性能Zr/Al涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，球磨工藝為：采用淬火鋼球和不銹鋼罐，球料質(zhì)量比為10:1～1.5，轉(zhuǎn)速為250r/min，球磨時(shí)間為1h；所述Zr粉末的純度為99.9wt％，粒度為200目；所述制備得到的純Zr涂層的厚度為10μm；每球磨20min，然后間隔10min，以防止球磨罐內(nèi)溫度過高。

4.如權(quán)利要求1所述的一種高性能Zr/Al涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，強(qiáng)流脈沖電子束輻照技術(shù)參數(shù)為：電子束加速電壓為23.4kV，能量密度為4J/cm²，靶源距離15cm，脈寬為1.5μs，真空度5×10^-3Pa，輻照次數(shù)分別為10、20、30、40次。

5.如權(quán)利要求4所述的一種高性能Zr/Al涂層的制備方法，其特征在于，輻照次數(shù)為30次。