[发明专利]一种核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法及核用耐辐照结构材料

权利要求书

1.一种核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，包括：

将高熵合金原料通过电弧熔炼法得到高熵合金块体；

将所述高熵合金块体进行破碎、球磨后置于等离子球化装置中进行等离子球化，得到高熵合金球形粉末；

将所述高熵合金球形粉末通过等离子喷涂的方式喷涂至核用结构材料表面，在所述核用结构材料表面形成高熵合金涂层。

2.根据权利要求1所述的核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述高熵合金原料包括Zr、W、Ta、Hf、V、Ti、Cr和Ce中的至少三种，其中，各元素的摩尔比为Zr：W：Ta：Hf：V：Ti：Cr：Ce为0-25:0-25:0-25：0-25：0-25：0-25：0-25：0-5。

3.根据权利要求1所述的核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述等离子球化装置的输出功率为40kW,送粉速度为50-180g/min，中央气和载气为氩气，鞘流气为氩氢混合气，其中，所述中央气的流量为15-30L/min，所述载气的流量为2-4L/min，所述鞘流气的流量为50-70L/min。

4.根据权利要求1所述的核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述高熵合金球形粉末的粒径为15-70μm。

5.根据权利要求1所述的核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述将所述高熵合金块体进行破碎、球磨包括：

将所述高熵合金块体破碎成尺寸小于2mm的颗粒，得到高熵合金颗粒，将所述高熵合金颗粒置于不锈钢球磨罐中进行高能球磨，球磨时控制球料比为12-15:1，球磨时间为20-36h，球磨时转速为250-350rpm。

6.根据权利要求1所述的核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂的工艺参数包括：所用电流强度为55-650A，氩气流量为30-40L/min，氢气流量为8-13L/min，送粉速度为50-60g/min，喷涂距离为80-150mm，喷枪移动速度为8-1.5m/s。

7.根据权利要求1所述的核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述高熵合金涂层的厚度为100-1000μm。

8.根据权利要求1所述的核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，电弧熔炼的过程在电弧炉中进行，所述电弧炉的熔炼气氛为氩气，所述原料在所述电弧炉中翻转熔炼5-8次。

9.根据权利要求1所述的核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，所述核用结构材料为进行过表面处理的核用结构材料，所述表面处理的过程包括：将核用结构材料表面经酒精清洗、烘干后，使用粒度为200目的棕刚玉对酒精清洗并烘干后的核用结构材料表面进行喷砂，喷砂结束后，使用酒精对喷砂后的核用结构材料进行超声清洗，去除表面残留颗粒，得到所述核用结构材料。

10.一种核用耐辐照结构材料，其特征在于，包括核用结构材料和形成于所述核用结构材料表面的高熵合金涂层，所述高熵合金涂层采用如权利要求1-9任一项所述的核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法制得。