[發(fā)明專利]一種Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010577774.6
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111519157A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬冠水;汪愛英;王振玉;郭鵬;李昊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/32;C23C14/18;C23C14/06;C23C14/02;C23C14/58
• 代理公司: 寧波元為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33291
• 代理人: 趙興華

1.一種Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，利用電弧離子鍍沉積與磁控濺射沉積，將Cr元素單質(zhì)靶作為電弧靶，Al元素單質(zhì)靶作為直流濺射靶，碳?xì)錃怏w作為反應(yīng)氣體在基體表面進(jìn)行沉積，然后進(jìn)行熱處理制得；其特征是：

首先，利用電弧離子鍍沉積，在基體表面沉積Cr-C層，并且所述Cr-C層厚度為0.5μm～5μm；

然后，利用磁控濺射沉積，在Cr-C層表面沉積Al層，得到Al\Cr-C涂層；

最后，進(jìn)行熱處理，得到具有（103）晶面擇優(yōu)取向的Cr-Al-C系MAX相涂層。

2.如權(quán)利要求1所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：基體表面首先進(jìn)行刻蝕處理，然后進(jìn)行Cr-Al-C系MAX相涂層制備。

3.如權(quán)利要求1所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：所述Cr-C層厚度為1μm～3μm。

4.如權(quán)利要求1所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：在沉積Cr-C層的過程中，其他條件相同的情況下，通過控制沉積時(shí)間控制Cr-C層的厚度；或者，其他條件相同的情況下，通過控制陰極電弧靶的電流控制Cr-C層的厚度。

5.如權(quán)利要求1所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：沉積Cr-C層時(shí)，陰極電弧靶的電流為50A～100A。

6.如權(quán)利要求5所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：沉積Cr-C層時(shí)，陰極電弧靶的電流為65A～90A。

7.如權(quán)利要求1所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：沉積Cr-C層時(shí)，基體的偏壓為-100V～-200V。

8.如權(quán)利要求1所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：Al層的厚度為1μm～3μm。

9.如權(quán)利要求1所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：沉積Al層時(shí)，磁控濺射靶的靶功率為2.0kW～3.0kW，基體的偏壓為-100V～-200V，沉積腔室氣壓為10~20mTorr。

10.如權(quán)利要求1所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：熱處理溫度為400℃～550℃，時(shí)間為24h～100h。

11.如權(quán)利要求1所述的Cr-Al-C系MAX相涂層的制備方法，其特征是：所述基體材料包括Al、Ti或者不銹鋼。

12.一種基體表面的導(dǎo)電耐腐蝕Cr-Al-C系MAX相涂層，其特征是：利用權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的制備方法制得。

13.一種用于質(zhì)子交換膜燃料電池的不銹鋼雙極板，其特征是：所述不銹鋼雙極板表面具有涂層，所述涂層利用權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的制備方法制得。