本發明涉及表面磁控濺射涂層的方法。

背景技術：

1、304不銹鋼是火力發電中蒸汽傳熱管的常用材料。為了提高火電的轉換效率，減少污染，必須提高蒸汽溫度，這對火電機組高溫承壓部件的性能提出了更高的要求。因此，有必要提高304不銹鋼的抗氧化性和使用壽命。為了提高304不銹鋼的性能，在其表面進行改性以制備耐高溫氧化涂層是一種有效的方法。磁控濺射是制備金屬涂層并精確控制涂層成分的最常用方法之一，通過控制磁控濺射中的工藝參數來提高涂層耐高溫氧化性是一種經濟可行的方法。目前，常見的耐高溫氧化涂層材料普遍含有al元素，然而在使用中由于al2o3的不斷生長和開裂以及與基體的相互擴散，a1會逐漸耗盡，金屬涂層逐漸失去了保護作用。

2、因此，開發新型304不銹鋼耐高溫層以提高其耐高溫氧化性能已成為當前的研究重點之一。

技術實現思路

1、本發明要解決現有304不銹鋼涂層耐高溫氧化性不佳的問題，進而提供一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的方法。

2、一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的方法，它是按以下步驟進行的：

3、一、基底清洗及靶材濺射預處理：

4、將基底固定在直流磁控濺射裝置的樣品臺上，將ti-mo復合靶材安裝在直流磁控濺射裝置的靶位上，調整靶基距，然后抽真空并調節腔室氣壓，對基底表面進行偏壓清洗，然后靶材起輝進行預濺射；

5、二、涂層沉積：

6、預濺射后，調整樣品臺轉速，在氬氣氣氛、溫度為100℃～200℃、腔室氣壓為0.4pa～0.7pa、電流為0.2a～0.4a及負偏置電壓為0v～400v的條件下磁控濺射鍍膜，然后保持腔室真空度并冷卻到室溫，最后取出樣品，即完成在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的方法。

7、本發明的有益效果是：

8、本發明利用磁控濺射法，通過調控濺射過程中的偏置電壓在304不銹鋼表面制備了ti-mo涂層，該ti-mo涂層表面均勻性良好。離子轟擊填充了涂層表面的孔隙，進而加深了涂層表面的致密性，并提高了涂層表面的離子遷移率。高溫氧化行為測試結果顯示，該ti-mo涂層在500℃～700℃高溫下氧化增重明顯降低，具有優異的耐高溫氧化性能。

技術特征：

1.一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的方法，其特征在于它是按以下步驟進行的：

2.根據權利要求1所述的一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的制備方法，其特征在于步驟一中所述的ti-mo復合靶材中ti與mo的原子比為1:9；所述的ti-mo復合靶材的純度為99.99at.％。

3.根據權利要求1所述的一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的制備方法，其特征在于步驟一中所述的基底為預處理后的304不銹鋼；所述的預處理具體是按以下步驟進行的：在功率為50w～100w的條件下，將304不銹鋼在丙酮中超聲清洗10min～30min，然后在功率為50w～100w的條件下，依次在無水乙醇和去離子水中分別超聲清洗10min～30min，最后在溫度為40℃～70℃的條件下，真空干燥3h～6h。

4.根據權利要求1所述的一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的制備方法，其特征在于步驟一中調整靶基距為4cm～8cm。

5.根據權利要求1所述的一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的制備方法，其特征在于步驟一中所述的抽真空并調節腔室氣壓，具體是按以下步驟進行：分別利用機械泵和分子泵抽真空至1.5×10-3pa～1.5×10-4pa，然后通入ar氣并調節ar氣流速為90sccm/min～120sccm/min，使得腔室內工作氣壓為0.4pa～0.7pa。

6.根據權利要求1所述的一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的制備方法，其特征在于步驟一中在氬氣氣氛、溫度為100℃～200℃、腔室氣壓為0.4pa～0.7pa、直流電流為0.2a～0.4a及負偏壓為200v～400v的條件下，對基底偏壓清洗400s～600s。

7.根據權利要求1所述的一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的制備方法，其特征在于步驟一中在氬氣氣氛、溫度為100℃～200℃、腔室氣壓為0.4pa～0.7pa、直流電流為0.2a～0.4a及負偏壓為200v～400v的條件下，對基底預濺射200s～400s。

8.根據權利要求1所述的一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的制備方法，其特征在于步驟二中磁控濺射鍍膜的厚度為3μm～5μm。

9.根據權利要求1所述的一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的制備方法，其特征在于步驟二中磁控濺射鍍膜2h～4h。

10.根據權利要求1所述的一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化ti-mo復合涂層的制備方法，其特征在于步驟二中調整樣品臺轉速為10r/min～15r/min。

技術總結
一種在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化Ti?Mo復合涂層的方法，它涉及表面磁控濺射涂層的方法。本發明要解決現有304不銹鋼涂層耐高溫氧化性不佳的問題。方法：一、基底清洗及靶材濺射預處理；二、涂層沉積。本發明用于在不銹鋼表面磁控濺射耐高溫氧化Ti?Mo復合涂層。

技術研發人員：趙弘韜,李志剛,張建偉,李文澤,楊仲秋,張玉寶,劉光皓
受保護的技術使用者：黑龍江省原子能研究院
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28