[發明專利]一種核用耐輻照結構材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110307689.2
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113061832A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 陳立佳;畢貴軍;張理;郭震;韓冰;盧隆星
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院智能制造研究所
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/08;G21F1/08
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 鮑麗偉

1.一種核用耐輻照結構材料的制備方法，其特征在于，包括：

以Zr、W、Ta、Hf、V、Ti、Cr和Ce中的至少三種為原料，其中，各元素的摩爾比為Zr：W：Ta：Hf：V：Ti：Cr：Ce為0-25:0-25:0-25：0-25：0-25：0-25：0-25：0-5，利用電弧熔煉法制備高熵合金塊體，對所述高熵合金塊體進行破碎、球磨得到高熵合金粉末，對所述高熵合金粉末進行等離子球化，得到球形粉末；

將所述球形粉末通過超音速火焰噴涂的方法噴涂至基體材料上，在所述基體材料上制得超音速火焰噴涂涂層，得到核用耐輻照結構材料。

2.根據權利要求1所述的核用耐輻照結構材料的制備方法，其特征在于，所述原料中各元素的摩爾比為Zr：W：Ta：Hf：V：Ti：Cr：Ce為0-10:10-25:10-25：0-10：0-10：0-10：2-25：0-1。

3.根據權利要求1所述的核用耐輻照結構材料的制備方法，其特征在于，所述等離子球化的過程在等離子球化裝置中進行，所述等離子球化裝置的輸出功率為40kW,送粉速度為50-180g/min，中央氣和載氣為氬氣，鞘流氣為氬氫混合氣，其中，所述中央氣的流量為15-30L/min，所述載氣的流量為2-4L/min，所述鞘流氣的流量為50-70L/min。

4.根據權利要求1所述的核用耐輻照結構材料的制備方法，其特征在于，所述球形粉末的粒徑為15-70μm。

5.根據權利要求1所述的核用耐輻照結構材料的制備方法，其特征在于，所述對所述高熵合金塊體進行破碎、球磨得到高熵合金粉末包括：

將所述高熵合金塊體破碎成尺寸小于2mm的顆粒，得到高熵合金顆粒，將所述高熵合金顆粒置于不銹鋼球磨罐中進行高能球磨，球磨時控制球料比為12-15:1，球磨時間為20-36h，球磨時轉速為250-350rpm。

6.根據權利要求1所述的核用耐輻照結構材料的制備方法，其特征在于，所述超音速火焰噴涂過程中，所用燃料煤油流量為19-26L/h，氧氣流量為750-950L/min，保護氣體氮氣流量為9-13L/min，送粉器送粉速度為3-5r/min，噴涂距離為300-380mm，噴槍移動速度為0.3-0.8m/s。

7.根據權利要求1所述的核用耐輻照結構材料的制備方法，其特征在于，所述超音速火焰噴涂涂層的厚度為100-1000μm。

8.根據權利要求1所述的核用耐輻照結構材料的制備方法，其特征在于，所述電弧熔煉的過程在電弧爐中進行，所述電弧爐的熔煉氣氛為氬氣，所述原料在所述電弧爐中翻轉熔煉5-8次。

9.根據權利要求1所述的核用耐輻照結構材料的制備方法，其特征在于，所述基體材料為進行過表面處理的基體材料，所述表面處理的過程包括：將基體材料表面經酒精清洗、烘干后，使用粒度為200目的棕剛玉對經酒精清洗并烘干后的基體材料表面進行噴砂，噴砂結束后，使用酒精對噴砂后的基體材料進行超聲清洗，去除表面殘留顆粒，得到所述基體材料。

10.一種核用耐輻照結構材料，其特征在于，采用如權利要求1-9任一項所述的核用耐輻照結構材料的制備方法制得。