[发明专利]一种多层结构的Fe-Cr-Al基防护涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种多层结构的Fe-Cr-Al基防护涂层，其特征在于，由Fe-Cr-Al-Me-Si-Y层和氮化物Cr-Al-Me-Si-N层组合而成的多层结构，其中，Me为Mo、Ta、Ni、Nb中的一种或两种，其中，Fe-Cr-Al-Me-Si-Y层的元素组成为Fe_xCr_yAl_zMe_mSi_nY_p，其中x，y，z，m，n，p为原子比，30.5≤x≤33.9，20.6≤y≤23.1，13.1≤z≤16.1，13.5≤m≤16.3，14.3≤n≤16.3，1.6≤p≤2.4，Cr-Al-Me-Si-N层的元素组成表示为Cr_aAl_bMe_cSi_dN_e，其中a，b，c，d，e为原子比，20.9≤a≤25.1，32.1≤b≤36.1，10.2≤c≤12.4，11.8≤d≤14.2，15.1≤e≤21.6，Fe-Cr-Al-Me-Si-Y层为致密的非晶结构或致密非晶中弥散分布纳米晶的两相结构，Cr-Al-Me-Si-N层为致密的非晶结构。

2.根据权利要求1所述的多层结构的Fe-Cr-Al基防护涂层，其特征在于，所述的Me为Mo、Ta、Ni、Nb中的两种时，其中，两个元素的原子计量比为1:1。

3.根据权利要求1所述的多层结构的Fe-Cr-Al基防护涂层，其特征在于，所述的多层结构的Fe-Cr-Al基防护涂层为多个周期层，每个周期层由Fe-Cr-Al-Me-Si-Y层和氮化物Cr-Al-Me-Si-N层组成，其中，所述Fe-Cr-Al-Me-Si-Y层和所述氮化物Cr-Al-Me-Si-N层的厚度比为0.6-1，每个周期层中的层数为3-20层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多层结构的Fe-Cr-Al基防护涂层，其特征在于，所述的Cr-Al-Me-Si-N层的厚度为1.5-5μm。

5.根据权利要求1所述的多层结构的Fe-Cr-Al基防护涂层，其特征在于，所述的Fe-Cr-Al-Me-Si-Y层中的纳米晶的大小为10-20nm，且均匀分布在致密非晶中。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多层结构的Fe-Cr-Al基防护涂层的制备方法，其特征在于，包括：

设定Fe_qCr_sAl_tY_100-q-s-t靶，Cr_eAl_fSi_100-e-f靶、Si靶和Me靶，其中，40.5≤q≤47.5，25.3≤s≤29.2，24.1≤t≤28.1，30.0≤e≤45.0，45.0≤f≤60.0，q、s、t、e、f均为原子比；

加热基体，真空度低于1.1×10^-4Pa，将中频电源施加在Fe_qCr_sAl_tY_100-q-s-t靶和Me靶，将射频辅助的直流电源施加在Si靶，通入Ar气体，控制溅射负偏压为0-10V，在基体表面沉积Fe-Cr-Al-Me-Si-Y层；

加热基体，真空度低于1.1×10^-4Pa，将中频电源施加在Cr_eAl_fSi_100-e-f靶，将射频辅助的直流电源施加在Me靶，通入Ar与N₂的混合气体，控制溅射负偏压为5-10V，在基体表面沉积Cr-Al-Me-Si-N层；

通过交替沉积或分布沉积Fe-Cr-Al-Me-Si-Y层和Cr-Al-Me-Si-N层得到由Fe-Cr-Al-Me-Si-Y层和氮化物Cr-Al-Me-Si-N层组合而成的多层结构。

7.根据权利要求6所述的多层结构的Fe-Cr-Al基防护涂层的制备方法，其特征在于，所述基体的加热温度为450-550℃。