[发明专利]锆合金包壳Cr涂层磁控溅射制备方法

权利要求书

1.一种锆合金包壳Cr涂层磁控溅射制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将锆合金包壳管材进行抛光后放入磁控溅射设备中，对磁控溅射设备的腔室进行抽真空后，分别对锆合金包壳管材和Cr靶表面进行清洗，之后沉积Cr涂层，得到锆合金包壳Cr涂层；

沉积Cr涂层时，磁场为由一个NSN型和一个SNS型磁控管构成的双靶闭合磁场，所述Cr靶外设有加强线圈，两组所述加强线圈上通入的电流大小不相同。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述加强线圈的匝数为1500～5000匝，其上加载的电流为2～6A。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述抛光处理中，将所述锆合金包壳管材使用抛光液在管材抛光机上进行抛光处理。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤还包括抛光后的超声波清洗步骤：将抛光后的锆合金包壳管依次在丙酮、酒精和去离子水中分别超声波清洗至少10min，然后进行干燥。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：抽真空时，包括如下步骤，在磁控溅射设备腔室的真空度达到0.2×10^-3Pa以上后，充入惰性气体并保持气压为0.1～4Pa。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：对锆合金包壳管材进行清洗时，包括如下步骤：打开离子束电源，施加偏压，离子束电源功率500～1000W，偏压-1000～-1500V，对锆合金包壳管材表面进行离子轰击清洗至少15min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：对Cr靶材表面进行清洗时，包括如下步骤：采用脉冲直流电源将Cr靶起辉，起辉后关闭挡板，对靶材表面进行清洗，溅射功率1～1.5KW，占空比30～50％，溅射至少15min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：沉积Cr涂层时，包括如下步骤：打开Cr靶挡板进行沉积，靶功率3～5KW，占空比30～50％，脉冲频率80KHz，负电压-300～-600V，反转正电压30～60V，反转时间1-2μs，偏压-300V～-600V，偏压占空比30％，Cr靶纯度99.99％；沉积时间为10～20h；在沉积过程中离子束电源打开，功率200～400w，离子束在涂层沉积过程中不断提供离子进行基体轰击。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：沉积Cr涂层过程中，锆合金包壳管材进行公转和自传，转速为5～10r/min。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤还包括在沉积Cr涂层后的退火步骤：Cr涂层达到预定的厚度后，关闭溅射电源，关闭离子束和偏压电源；保持真空腔室温度在100～150℃，保温1～2h。