一種基于磁控濺射法制備耐微晶涂層的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于磁控濺射法制備微晶涂層的方法；本發(fā)明采用磁控濺射法，濺射靶材成分與所對(duì)應(yīng)的鑄態(tài)合金相同，原料純度為99.9%；制備Fe-15Cu-15Al-0.1Y微晶涂層的濺射參數(shù)：氬氣壓力0.7Pa，濺射功率156W，基體溫度110℃，濺射過(guò)程中樣品在靶前旋轉(zhuǎn)，濺射時(shí)間30h；制備Fe-15Cu-15Al微晶涂層的濺射參數(shù)：氬氣壓力0.8Pa，濺射功率181W，基體溫度110℃，樣品在靶前旋轉(zhuǎn)，偏壓200V下濺射時(shí)間20h，30V下濺射15h。穩(wěn)態(tài)氧化速率常數(shù)由鑄態(tài)合金的2.69×10-12g2cm-4s-1降低為微晶涂層的1.82×10-13g2cm-4s-1，材料的抗氧化性能明顯提高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于磁控濺射法制備耐微晶涂層的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐高溫涂層的制備方法，具體涉及一種基于磁控濺射法制備高抗 氧化能力涂層的方法，屬于高溫合金制備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] Fe-Cu-Al高溫合金的制備通常采用真空電弧熔煉法，制備的材料微觀尺寸較大， 而材料組分的微觀尺寸對(duì)其宏觀性能影響明顯，降低組分尺寸，對(duì)提高材料的抗氧化性能 將有很大幫助；利用磁控濺射可以比較輕松的獲得晶粒尺寸細(xì)小的單相微晶或納米晶涂 層，此法常用于制備催化膜，F(xiàn)e-15Cu-15Al (-0. 1Y)耐高溫材料的微晶涂層制備尚未見(jiàn)報(bào) 道；本發(fā)明旨在通過(guò)摸索耐高溫微晶涂層的磁控濺射制備工藝，獲得一種新型耐高溫材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于磁控濺射法制備耐高溫微晶涂層 的方法，該方法操作簡(jiǎn)單，利用該方法制備的涂層，提高了涂層的抗氧化能力； 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案： 一種基于磁控濺射法制備微晶涂層的方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一、將濺射靶材放置磁控濺射儀的磁靶上；將待濺射樣品放置在樣品加上； 步驟二、設(shè)定待濺射樣品的濺射參數(shù)：氬氣壓力〇. 7?0. 8Pa，濺射功率156?181 W， 基體溫度110 °C ; 步驟三、啟動(dòng)濺射電源，進(jìn)行濺射；使樣品在磁靶前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，濺射時(shí)間為15 h? 30h ； 步驟四、濺射完成后，得到微晶涂層；關(guān)濺射電源和濺射系統(tǒng)總電源；待冷卻后，取下 微晶涂層。
[0004] 進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟一中，所述溉射祀材的直徑為60mm ;厚度為3mm ; 進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟一中，所述濺射靶材的組份與所要制備的涂層的鑄態(tài)合金的組份 相同； 進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟一中，所述濺射靶材的純度為99. 9% ; 進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟四中，所述的微晶涂層為Fe-15Cu-15Al微晶涂層或Fe-15Cu-15A1-0. 1Y微晶涂層； 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用磁控濺射法制備微 晶涂層，降低了涂層材料的穩(wěn)態(tài)氧化速率，提高了材料的抗氧化性能。

【具體實(shí)施方式】
[0005] -種基于磁控濺射法制備微晶涂層的方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一、將濺射靶材放置磁控濺射儀的磁靶上；將待濺射樣品放置在樣品加上； 步驟二、設(shè)定待濺射樣品的濺射參數(shù)：氬氣壓力〇. 7?0. 8Pa，濺射功率156?181 W， 基體溫度110 °c ; 步驟三、啟動(dòng)濺射電源，進(jìn)行濺射；使樣品在磁靶前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，濺射時(shí)間為15 h? 30h ； 步驟四、濺射完成后，得到微晶涂層；關(guān)濺射電源和濺射系統(tǒng)總電源；待冷卻后，取下 微晶涂層。
[0006] 進(jìn)一步的，在步驟一中，所述溉射祀材的直徑為60mm ;厚度為3mm ; 進(jìn)一步的，在步驟一中，所述濺射靶材的組份與所要制備的涂層的鑄態(tài)合金的組份相 同； 進(jìn)一步的，在步驟一中，所述濺射靶材的純度為99. 9% ; 進(jìn)一步的，在步驟四中，所述的微晶涂層為Fe-15Cu-15Al微晶涂層或Fe-15Cu-15A1-0. 1Y微晶涂層。
[0007] 實(shí)施例一、一種基于磁控濺射法制備Fe-15Cu- 15A1-0. 1Y微晶涂層的方法，包括 以下步驟： 步驟一、將尺寸為Φ60*3πιπι的濺射靶材放置磁控濺射儀的磁靶上；將待濺射Fe-15Cu-15A1-0. 1Y涂層的基片樣品放置在樣品加上； 所述濺射靶材的成分與其所對(duì)應(yīng)的鑄態(tài)合金相同，其原料純度為99. 9% ; 步驟二、設(shè)定待濺射樣品的濺射參數(shù)：氬氣壓力〇. 7 Pa，濺射功率156 W，基體溫度110 °C ； 步驟三、啟動(dòng)濺射電源，進(jìn)行濺射；使樣品在磁靶前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，濺射時(shí)間為30h ; 步驟四、濺射完成后，得到Fe-15Cu- 15A1-0. 1Y微晶涂層；關(guān)濺射電源和濺射系統(tǒng)總 電源；待冷卻后，取下Fe-15Cu- 15A1-0. 1Y微晶涂層； 當(dāng)組織尺寸較大時(shí)，在常規(guī)法制備的Fe-15Cu-15Al-0. 1Y鑄態(tài)合金，在800 °C氧化后， 表面氧化膜剝落嚴(yán)重，且較粗糙，材料的抗氧化性差；利用本發(fā)明的方法制備的同組分微晶 涂層，在800 °C氧化后，氧化膜平整、連續(xù)，未出現(xiàn)剝落現(xiàn)象；穩(wěn)態(tài)氧化速率常數(shù)由鑄態(tài)合金 的2. 69X ΚΓ12 g2cnT4s4降低為微晶涂層的1. 82X ΚΓ13 g2cnT4s4,材料的抗氧化性能明顯提 商。
[0008] 實(shí)施例二、一種基于磁控濺射法制備Fe-15Cu- 15A1-0. 1Y微晶涂層的方法，包括 以下步驟： 步驟一、將尺寸為Φ60*3πιπι的濺射靶材放置磁控濺射儀的磁靶上；將待濺射 Fe-15Cu-15Al涂層的基片樣品放置在樣品加上； 所述濺射靶材的成分與其所對(duì)應(yīng)的鑄態(tài)合金相同，其原料純度為99. 9% ; 步驟二、設(shè)定待濺射樣品的濺射參數(shù)：氬氣壓力0.8 Pa，濺射功率181 W，基體溫度110 V ; 步驟三、啟動(dòng)濺射電源，進(jìn)行濺射；使樣品在磁靶前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，濺射時(shí)間有以下兩種情 況： (1) 偏壓200 V下濺射時(shí)間20 h; (2) 30 V 下濺射 15 h ; 步驟四、濺射完成后，得到Fe-15Cu-15Al微晶涂層；關(guān)濺射電源和濺射系統(tǒng)總電源；待 冷卻后，取下Fe-15Cu-15Al微晶涂層； 統(tǒng)方法制備的Fe-15Cu-15Al鑄態(tài)合金800 °C高溫氧化涂層，表面氧化膜不連續(xù)，出現(xiàn) 明顯剝落；利用本發(fā)明的方法制備的的Fe-15Cu-15Al微晶涂層氧化膜連續(xù)；穩(wěn)態(tài)氧化速率 由鑄態(tài)的1. 11X ΚΓ11 g2cnT4sH下降為微晶涂層的5. 89xl(T12 g2cnT4sH，材料的抗氧化性能 明顯提商； 本發(fā)明不局限于上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng) 過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于磁控濺射法制備微晶涂層的方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一、將濺射靶材放置磁控濺射儀的磁靶上；將待濺射樣品放置在樣品加上； 步驟二、設(shè)定待濺射樣品的濺射參數(shù)：氬氣壓力0. 7?0. 8Pa，濺射功率156?181 W， 基體溫度110 °C ; 步驟三、啟動(dòng)濺射電源，進(jìn)行濺射；使樣品在磁靶前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，濺射時(shí)間為15 h? 30h ； 步驟四、濺射完成后，得到微晶涂層；關(guān)濺射電源和濺射系統(tǒng)總電源；待冷卻后，取下 微晶涂層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁控濺射法制備微晶涂層的方法，其特征在于：在 步驟一中，所述溉射祀材的直徑為60mm ;厚度為3mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁控濺射法制備微晶涂層的方法，其特征在于：在 步驟一中，所述濺射靶材的組份與所要制備的涂層的鑄態(tài)合金的組份相同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁控濺射法制備微晶涂層的方法，其特征在于：在 步驟一中，所述濺射靶材的純度為99. 9%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁控濺射法制備微晶涂層的方法，其特征在于：在 步驟四中，所述的微晶涂層為Fe-15Cu-15Al微晶涂層或Fe-15Cu- 15A1-0. 1Y微晶涂層。
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK104195510SQ201410462783
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】向軍淮, 白凌云, 楊干蘭, 張洪華, 王軍, 肖伯濤 申請(qǐng)人:江西科技師范大學(xué)