[發(fā)明專利]一種核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法及核用耐輻照結(jié)構(gòu)材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110307699.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN113061830A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳立佳;畢貴軍;郭震;韓冰;盧隆星;張理
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院智能制造研究所
• 主分類號(hào): C23C4/08
• 分類號(hào): C23C4/08;C23C4/134;C22C30/00;C22C1/02;B22F9/14;B22F9/04;B22F1/00
• 代理公司: 北京隆源天恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11473
• 代理人: 鮑麗偉

1.一種核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法，其特征在于，包括：

將高熵合金原料通過電弧熔煉法得到高熵合金塊體；

將所述高熵合金塊體進(jìn)行破碎、球磨后置于等離子球化裝置中進(jìn)行等離子球化，得到高熵合金球形粉末；

將所述高熵合金球形粉末通過等離子噴涂的方式噴涂至核用結(jié)構(gòu)材料表面，在所述核用結(jié)構(gòu)材料表面形成高熵合金涂層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法，其特征在于，所述高熵合金原料包括Zr、W、Ta、Hf、V、Ti、Cr和Ce中的至少三種，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。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法，其特征在于，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(quán)利要求1所述的核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法，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(quán)利要求1所述的核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法，其特征在于，所述將所述高熵合金塊體進(jìn)行破碎、球磨包括：

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(jìn)行高能球磨，球磨時(shí)控制球料比為12-15:1，球磨時(shí)間為20-36h，球磨時(shí)轉(zhuǎn)速為250-350rpm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法，其特征在于，所述等離子噴涂的工藝參數(shù)包括：所用電流強(qiáng)度為55-650A，氬氣流量為30-40L/min，氫氣流量為8-13L/min，送粉速度為50-60g/min，噴涂距離為80-150mm，噴槍移動(dòng)速度為8-1.5m/s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法，其特征在于，所述高熵合金涂層的厚度為100-1000μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法，其特征在于，電弧熔煉的過程在電弧爐中進(jìn)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(zhuǎn)熔煉5-8次。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法，其特征在于，所述核用結(jié)構(gòu)材料為進(jìn)行過表面處理的核用結(jié)構(gòu)材料，所述表面處理的過程包括：將核用結(jié)構(gòu)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(duì)酒精清洗并烘干后的核用結(jié)構(gòu)材料表面進(jìn)行噴砂，噴砂結(jié)束后，使用酒精對(duì)噴砂后的核用結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行超聲清洗，去除表面殘留顆粒，得到所述核用結(jié)構(gòu)材料。

10.一種核用耐輻照結(jié)構(gòu)材料，其特征在于，包括核用結(jié)構(gòu)材料和形成于所述核用結(jié)構(gòu)材料表面的高熵合金涂層，所述高熵合金涂層采用如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的核用結(jié)構(gòu)材料表面高熵合金涂層的制備方法制得。