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公开(公告)号：CN112410727A
公开(公告)日：2021-02-26
申请号：CN202011250640.X
申请日：2020-11-11
申请人： 中国科学院合肥物质科学研究院 , 中国核动力研究设计院
摘要： 本发明公开了一种新型WCrSiN梯度涂层及其制备方法，涉及表面涂层技术领域，包括依次沉积在基体表面的多弧离子镀涂层和磁控溅射涂层，其中，多弧离子镀涂层包括依次沉积在基体表面的WCr涂层、WCrN涂层、WCrSiN涂层，磁控溅射涂层为WCrSiN涂层。本发明先采用多弧离子镀技术制备打底涂层，再利用磁控溅射技术制备表层涂层，将多弧离子镀和磁控溅射结合起来，充分发挥了这两种方法的优势，所得薄膜涂层与基体之间的结合强度高，薄膜涂层表面均匀且致密度高。此外，在涂层微结构上设计梯度结构，有利于增强涂层的综合性能，改善涂层的总厚度，可制备厚度在5μm以上的超硬涂层。
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公开(公告)号：CN112391591B
公开(公告)日：2023-08-18
申请号：CN202011252080.1
申请日：2020-11-11
申请人： 中国科学院合肥物质科学研究院 , 中国核动力研究设计院
摘要： 本发明公开了一种WCrSiN超硬涂层及其制备方法，涉及表面涂层技术领域，包括依次沉积在基体表面的WCrSi打底层和WCrSiN主体层。本发明提出了一种WCrSiN超硬涂层，该四元纳米复合超硬薄膜涂层中，(W，Cr)2N、(W，Cr)N、SiNx三相复合，基于固溶强化、多相强化以及纳米复合结构的组合，实现不同尺度的协同强化作用，从而最大程度上提高了薄膜的硬度，其硬度可达45GPa以上。此外，在溅射WCrSiN主体层前先在基体表面溅射一层WCrSi打底层，能够提高薄膜涂层与基体之间的结合力，改善膜裂等缺陷。本发明制备方法操作简单、沉积速率快、易于批量生产，有很好的推广价值。
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公开(公告)号：CN112410727B
公开(公告)日：2023-04-21
申请号：CN202011250640.X
申请日：2020-11-11
申请人： 中国科学院合肥物质科学研究院 , 中国核动力研究设计院
摘要： 本发明公开了一种新型WCrSiN梯度涂层及其制备方法，涉及表面涂层技术领域，包括依次沉积在基体表面的多弧离子镀涂层和磁控溅射涂层，其中，多弧离子镀涂层包括依次沉积在基体表面的WCr涂层、WCrN涂层、WCrSiN涂层，磁控溅射涂层为WCrSiN涂层。本发明先采用多弧离子镀技术制备打底涂层，再利用磁控溅射技术制备表层涂层，将多弧离子镀和磁控溅射结合起来，充分发挥了这两种方法的优势，所得薄膜涂层与基体之间的结合强度高，薄膜涂层表面均匀且致密度高。此外，在涂层微结构上设计梯度结构，有利于增强涂层的综合性能，改善涂层的总厚度，可制备厚度在5μm以上的超硬涂层。
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公开(公告)号：CN112391591A
公开(公告)日：2021-02-23
申请号：CN202011252080.1
申请日：2020-11-11
申请人： 中国科学院合肥物质科学研究院 , 中国核动力研究设计院
摘要： 本发明公开了一种WCrSiN超硬涂层及其制备方法，涉及表面涂层技术领域，包括依次沉积在基体表面的WCrSi打底层和WCrSiN主体层。本发明提出了一种WCrSiN超硬涂层，该四元纳米复合超硬薄膜涂层中，(W，Cr)2N、(W，Cr)N、SiNx三相复合，基于固溶强化、多相强化以及纳米复合结构的组合，实现不同尺度的协同强化作用，从而最大程度上提高了薄膜的硬度，其硬度可达45GPa以上。此外，在溅射WCrSiN主体层前先在基体表面溅射一层WCrSi打底层，能够提高薄膜涂层与基体之间的结合力，改善膜裂等缺陷。本发明制备方法操作简单、沉积速率快、易于批量生产，有很好的推广价值。
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公开(公告)号：CN115679263B
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202211239375.4
申请日：2022-10-11
申请人： 中国核动力研究设计院
IPC分类号： C23C14/16 , C23C14/08 , C23C14/32 , C23C16/06 , C23C16/40 , C22C38/06 , C22C38/22 , C22C30/00 , C22C38/18 , G21C3/07
摘要： 本发明公开了一种核反应堆用耐蚀涂层、包壳材料及其制备方法，所述耐蚀涂层由基体表面向外依次为Cr过渡层、中间层以及(CrxAl(1‑x))O环境屏蔽层，中间层为FeCrAlMo中间层或FeCrAl中间层，其中，x的取值为0～1；包壳材料，包括基体和沉积在基体表面上的涂层，所述基体采用不锈钢制成，所述涂层为核反应堆用耐蚀涂层。本发明所述耐蚀涂层不仅能够很好与基体结合，且能具有良好的耐铅铋腐蚀性能；本发明所述包壳材料具有优异的耐铅铋腐蚀性能、与液态铅铋冷却剂具有更好的界面相容性，满足快堆常用不锈钢包壳材料的高温工况运行要求。
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公开(公告)号：CN110184605A
公开(公告)日：2019-08-30
申请号：CN201910555554.0
申请日：2019-06-25
申请人： 中国核动力研究设计院
摘要： 本发明公开了一种核反应堆用材料外表面包覆层，所述包覆层沉积在核反应堆用基体材料外表面上，包覆层由内向外依次包括Zr-Cr或Ti-Cr过渡层、Cr沉积层和CrN硬化层。上述包覆层的制备方法，采用物理气相沉积法、热喷涂法、冷喷涂法、激光熔覆法、电镀法或化学气相沉积法，优选采用物理气相沉积法中的电弧离子镀。在锆合金基体材料上涂覆上述包覆层获得的包壳材料具有良好的抗高温氧化、耐腐蚀、膜基协同变形以及耐磨损等性能，是一种有发展前景的耐事故核燃料包壳材料，且以N36合金为基体的涂层包壳材料高温力学性能表现更好。
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公开(公告)号：CN108796454A
公开(公告)日：2018-11-13
申请号：CN201810736912.3
申请日：2018-07-06
申请人： 中国核动力研究设计院
摘要： 本发明公开了一种核反应堆用锆包壳表面金属涂层PVD制备工艺，解决了现有技术制备出的涂层在涂层厚度、结合力、孔隙率上均达不到核反应堆包壳涂层材料的要求，无法应用到核反应堆包壳涂层材料的制备上的问题。本发明包括(1)对锆包壳基体进行表面前处理；(2)对锆包壳基体表面进行离子清洗；(3)在Ar气氛下，开启Cr弧靶，在锆包壳基体上形成Cr基础层；(4)调整弧电流、偏压、占空比，沉积120S～180S后形成Cr过渡层；(5)调整弧电流、偏压、占空比，沉积2h以上形成Cr超厚涂层；(6)关闭弧源，降温至80℃以下即可。本发明膜基结合力≥80N，涂层结晶度大于95％，锆基体晶粒度﹥9级，涂层锆包壳的耐腐蚀和抗高温氧化能力得到明显提高。
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公开(公告)号：CN115717182A
公开(公告)日：2023-02-28
申请号：CN202211480946.3
申请日：2022-11-24
申请人： 中国核动力研究设计院
摘要： 本发明公开了一种FeCrAl合金铸锭的均匀化热处理方法，将所述FeCrAl合金铸锭在1200～1250℃下保温20～30小时，以消除所述FeCrAl合金铸锭中的非平衡态凝固组织和偏聚第二相；一方面，本发明通过在现有FeCrAl合金的制备过程中，对得到的FeCrAl合金铸锭先采用上述均匀化热处理方法，后进行现有步骤，不仅能够消除铸锭中的偏聚第二相现象，而且还能消除铸锭中的非平衡凝固组织，有利于提高FeCrAl合金的热加工性能，为推动FeCrAl合金包壳的产业化制备提供优化可靠的技术方案。另一方面，上述均匀化热处理方法步骤简单明确，工艺参数范围小且容易控制，因此值得推广使用。
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公开(公告)号：CN115679263A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211239375.4
申请日：2022-10-11
申请人： 中国核动力研究设计院
IPC分类号： C23C14/16 , C23C14/08 , C23C14/32 , C23C16/06 , C23C16/40 , C22C38/06 , C22C38/22 , C22C30/00 , C22C38/18 , G21C3/07
摘要： 本发明公开了一种核反应堆用耐蚀涂层、包壳材料及其制备方法，所述耐蚀涂层由基体表面向外依次为Cr过渡层、中间层以及(CrxAl(1‑x))O环境屏蔽层，中间层为FeCrAlMo中间层或FeCrAl中间层，其中，x的取值为0～1；包壳材料，包括基体和沉积在基体表面上的涂层，所述基体采用不锈钢制成，所述涂层为核反应堆用耐蚀涂层。本发明所述耐蚀涂层不仅能够很好与基体结合，且能具有良好的耐铅铋腐蚀性能；本发明所述包壳材料具有优异的耐铅铋腐蚀性能、与液态铅铋冷却剂具有更好的界面相容性，满足快堆常用不锈钢包壳材料的高温工况运行要求。
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公开(公告)号：CN109957757B
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN201910270621.4
申请日：2019-04-04
申请人： 中国核动力研究设计院
摘要： 本发明公开了一种两步法PVD技术制备超厚Ti‑Al‑C三元涂层的方法，对锆包壳基体样件进行表面洁净，冷风吹干样件后，装夹在真空腔室内的三维转架上，并对基体样件进行加热；充入Ar气，施加高偏压，对基体样件进行辉光溅射清洗或者电子枪加热清洗刻蚀；用引弧针开启TixAl弧靶，高偏压溅射清洗TixAl靶材，同时在基体表面生成基础层；低偏压沉积TixAl涂层，生成过渡涂层；调整合适的弧电流、偏压，开启中频磁控石墨靶，沉积Ti‑Al‑C超厚涂层；进行高温退火。本发明的制备工艺下得到的材料更能适用于核领域，使用更加安全，得到的材料的性能更好。
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