[發(fā)明專利]一種在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法及核用耐輻照結構材料

在審

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• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113073320A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 陳立佳;畢貴軍;韓冰;盧隆星;張理;郭震
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院智能制造研究所
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C30/00;C22C1/02;B22F9/14;B22F9/04;B22F1/00;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

1.一種在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法，其特征在于，包括：

以Zr、W、Ta、Hf、V、Ti、Cr和Ce中的至少三種金屬單質為原料，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，得到高熵合金球形粉末；

以所述高熵合金球形粉末為熔覆材料，利用激光熔覆法在核用結構材料表面制備高熵合金涂層。

2.根據(jù)權利要求1所述的在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法，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0-25:0-25:0-25：0-25：0-25：0-25：0-25：0-5。

3.根據(jù)權利要求1所述的在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法，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(jù)權利要求1所述的在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法，其特征在于，所述高熵合金球形粉末的粒徑為15-70μm。

5.根據(jù)權利要求1所述的在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法，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(jù)權利要求1所述的在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法，其特征在于，所述激光熔覆法的工藝參數(shù)包括：所用激光器的激光功率為400-800W，激光掃描速度為10-20mm/s，搭接率為30-50％，保護氣體氬氣的流量為10mL/min，送粉器的送粉速度為3-5r/min。

7.根據(jù)權利要求1所述的在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法，其特征在于，所述高熵合金涂層的厚度為100-1000μm。

8.根據(jù)權利要求1所述的在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法，其特征在于，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(jù)權利要求1所述的在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法，其特征在于，所述核用結構材料為進行過表面處理的核用結構材料，所述表面處理的過程包括：將核用結構材料表面經(jīng)酒精清洗、烘干后，使用粒度為200目的棕剛玉對酒精清洗并烘干后的核用結構材料表面進行噴砂，噴砂結束后，使用酒精對噴砂后的核用結構材料進行超聲清洗，去除表面殘留顆粒，得到所述核用結構材料。

10.一種核用耐輻照結構材料，其特征在于，包括核用結構材料和采用如權利要求1-9任一項所述的在核用結構材料表面制備高熵合金涂層的方法制得的高熵合金涂層。