[发明专利]用于汽轮机叶片的耐固体颗粒侵蚀的纳米晶多层硬质薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于汽轮机叶片的耐固体颗粒侵蚀的纳米晶多层硬质薄膜，其特征是，包括依次沉积于汽轮机叶片表面的Cr底层、TiAl过渡层、TiAlN过渡层及TiAlCrCN耐固体颗粒侵蚀薄膜层；所述TiAlCrCN耐固体颗粒侵蚀薄膜层为面心立方结构的纳米晶(Ti,Al)(C,N)和Cr₂N的两相复合结构，其中纳米晶(Ti,Al)(C,N)为主要相。

2.根据权利要求1所述的用于汽轮机叶片的耐固体颗粒侵蚀的纳米晶多层硬质薄膜，其特征是，Cr底层的厚度为0.3μm，TiAl过渡层的厚度为0.1μm，TiAlN过渡层的厚度为2μm，TiAlCrCN耐固体颗粒侵蚀薄膜层的厚度为10μm。

3.一种如权利要求1或2所述的用于汽轮机叶片的耐固体颗粒侵蚀的纳米晶多层硬质薄膜的制备方法，其特征是，过程如下：清洗汽轮机叶片的表面，再将汽轮机叶片放置到真空腔室内的旋转装置上进行旋转，并进行等离子体清洗，然后再在汽轮机叶片表面采用多弧离子镀物理气相沉积法，依次沉积Cr底层、TiAl过渡层、TiAlN过渡层及TiAlCrCN耐固体颗粒侵蚀薄膜层，完成汽轮机叶片耐固体颗粒侵蚀纳米晶多层硬质薄膜的制备。

4.根据权利要求3所述的用于汽轮机叶片的耐固体颗粒侵蚀的纳米晶多层硬质薄膜的制备方法，其特征是，采用多弧离子镀物理气相沉积方法沉积Cr底层的过程中，向真空腔室内通入流量为250sccm、气压为1.4Pa的Ar气，沉积温度为300℃，沉积过程中以Cr作为沉积靶材，弧电流为60A，偏置电压为16V。

5.根据权利要求3所述的用于汽轮机叶片的耐固体颗粒侵蚀的纳米晶多层硬质薄膜的制备方法，其特征是，采用多弧离子镀物理气相沉积方法沉积TiAl过渡层的过程中，向真空腔室内通入流量为300sccm、气压为1.6Pa的Ar气，沉积温度为300℃，沉积过程中以TiAl作为沉积靶材，弧电流为60A，偏置电压为18V。

6.根据权利要求3所述的用于汽轮机叶片的耐固体颗粒侵蚀的纳米晶多层硬质薄膜的制备方法，其特征是，采用多弧离子镀物理气相沉积方法沉积耐氧化TiAlN过渡层的过程中，向真空腔室内通入N₂气和Ar气的混合气体，其中，N₂气的流量为380sccm，Ar气的流量为200sccm，混合气体的气压为1.6Pa，沉积温度为300℃，沉积过程中以TiAl合金作为沉积靶材，弧电流为62A，偏置电压19V。

7.根据权利要求3所述的用于汽轮机叶片的耐固体颗粒侵蚀的纳米晶多层硬质薄膜的制备方法，其特征是，采用多弧离子镀物理气相沉积方法沉积耐磨减摩TiAlCrCN耐固体颗粒侵蚀薄膜层的过程中，向真空腔室内通入N₂气、Ar气和CH₄气的混合气体，其中，N₂气的流量、Ar气的流量和CH₄气的流量分别为500sccm、150sccm及150sccm，混合气体的气压为1.3Pa，沉积过程中以TiAl合金作为沉积靶材，沉积温度为300℃，弧电流为66A，偏置电压为20V；Cr作为沉积靶材，弧电流为60A，偏置电压为16V。