申请/专利权人：郑州大学

申请日：2022-08-16

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN115305443B

主分类号：C23C14/08

分类号：C23C14/08;C23C14/35;C23C14/02;G21C3/07

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.11.25#实质审查的生效;2022.11.08#公开

摘要：本发明属于表面加工领域，涉及一种锆基非晶多组元氧化物涂层的制备方法及应用。首先对硅片进行酸洗、超声清洗后氮气吹干备用；对锆合金基底进行酸洗、碳化硅砂纸抛光和超声清洗后氮气吹干备用；然后将锆基多元素靶材切割组合成溅射靶材A，将Si基多元素靶材切割组成溅射靶材B，将溅射靶材A与直流电源相连，溅射靶材B与射频电源相连，向腔室中同时通入Ar和O2，基于磁控溅射的反应共溅射方法制备锆基非晶多组元氧化物涂层。本发明制备的锆基非晶多组元氧化物涂层与锆合金界面兼容、阻氧效果良好，通过表面减氧处理制备的屏障层在高温高压水热环境中稳定存在（用于正常工况状态），同时具有良好的高温抗氧化性能（用于高温事故状态）。

主权项：1.一种锆基非晶多组元氧化物涂层的制备方法，其特征在于：通过磁控溅射的反应共溅射的方法，在锆合金基体上制备锆基非晶多组元氧化物涂层，步骤如下：（1）对锆合金基底进行酸洗、碳化硅砂纸抛光和超声清洗后，氮气吹干备用；（2）将步骤（1）所得的锆合金基体上贴在衬底基板上，放置于磁控溅射腔室的旋转加热台中，靶基距调整为15cm；（3）将锆基多元素靶材切割组合成溅射靶材A，将Si基多元素靶材切割组成溅射靶材B，然后将溅射靶材A与直流电源相连，溅射靶材B与射频电源相连，进行准备工作，准备工作完成后，基于磁控溅射的反应共溅射的方法，在步骤（2）得到的衬底基板上制备由表及里梯度氧化态的锆基非晶多组元氧化物涂层；所述步骤（3）中锆基多元素靶材包括Nb、Cr或Mo三种元素中的至少一种元素以及Zr，Si基多元素靶材包括Si、Al或Si基多元素靶材包括Fe、Ta中的至少一种元素和Si、Al；所述步骤（3）中的准备工作为：将腔室的真空度抽到6×10-4Pa以下，待腔室中的真空度达到要求的真空度以后，通入Ar和O2，并将Ar的气体流量设置为20sccm，将O2的气体流量设置为0.6-1.2sccm，气体流量设置完成以后，将腔室内的压强调整到3-5Pa，然后开启射频电源进行预热3-5min后，待射频电源起辉后，调整射频电源功率为80-120W；开启直流电源进行起辉后，调整直流电源功率为3-30W，然后调整腔室内气压为1.5Pa，对两个靶材进行预溅射15min；基于磁控溅射的反应共溅射的方法为：打开衬底遮挡板，利用磁控溅射沉积完全氧化态的锆基非晶多组元氧化物涂层时，通过调节气体流量计，将O2气流量设置为1.2sccm，进行反应共溅射10h，制备得到锆基非晶多组元氧化物涂层；然后，通过调节气体流量计，将O2气流量设置为0.6-0.8sccm，进行反应共溅射30min，制备表层非完全氧化态的锆基非晶多组元氧化物涂层，从而得到由表及里梯度氧化态的锆基非晶多组元氧化物涂层。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 郑州大学 一种锆基非晶多组元氧化物涂层的制备方法及应用

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