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公开(公告)号：CN109811316A
公开(公告)日：2019-05-28
申请号：CN201910270625.2
申请日：2019-04-04
Applicant: 中国核动力研究设计院
Abstract: 本发明涉及一种高燃耗长寿期锆合金涂层及其制备方法。本发明中的锆合金为燃料元件包壳材料，涂层为金属Cr涂层，金属Cr的纯度大于99.95％，涂层厚度为1～10μm。本发明中的涂层主要用来提高锆合金包壳的耐腐蚀性能及抗高温氧化性能，以达到提高燃料元件的固有安全性以及延长换料周期的目的。本发明并提供了该涂层的制备方法，通过方法的优化，获得更加良好的涂层结合力和精细的涂层表面组织。
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公开(公告)号：CN115679263B
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202211239375.4
申请日：2022-10-11
Applicant: 中国核动力研究设计院
IPC: C23C14/16 , C23C14/08 , C23C14/32 , C23C16/06 , C23C16/40 , C22C38/06 , C22C38/22 , C22C30/00 , C22C38/18 , G21C3/07
Abstract: 本发明公开了一种核反应堆用耐蚀涂层、包壳材料及其制备方法，所述耐蚀涂层由基体表面向外依次为Cr过渡层、中间层以及(CrxAl(1‑x))O环境屏蔽层，中间层为FeCrAlMo中间层或FeCrAl中间层，其中，x的取值为0～1；包壳材料，包括基体和沉积在基体表面上的涂层，所述基体采用不锈钢制成，所述涂层为核反应堆用耐蚀涂层。本发明所述耐蚀涂层不仅能够很好与基体结合，且能具有良好的耐铅铋腐蚀性能；本发明所述包壳材料具有优异的耐铅铋腐蚀性能、与液态铅铋冷却剂具有更好的界面相容性，满足快堆常用不锈钢包壳材料的高温工况运行要求。
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公开(公告)号：CN112391591B
公开(公告)日：2023-08-18
申请号：CN202011252080.1
申请日：2020-11-11
Applicant: 中国科学院合肥物质科学研究院 , 中国核动力研究设计院
Abstract: 本发明公开了一种WCrSiN超硬涂层及其制备方法，涉及表面涂层技术领域，包括依次沉积在基体表面的WCrSi打底层和WCrSiN主体层。本发明提出了一种WCrSiN超硬涂层，该四元纳米复合超硬薄膜涂层中，(W，Cr)2N、(W，Cr)N、SiNx三相复合，基于固溶强化、多相强化以及纳米复合结构的组合，实现不同尺度的协同强化作用，从而最大程度上提高了薄膜的硬度，其硬度可达45GPa以上。此外，在溅射WCrSiN主体层前先在基体表面溅射一层WCrSi打底层，能够提高薄膜涂层与基体之间的结合力，改善膜裂等缺陷。本发明制备方法操作简单、沉积速率快、易于批量生产，有很好的推广价值。
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公开(公告)号：CN110184605A
公开(公告)日：2019-08-30
申请号：CN201910555554.0
申请日：2019-06-25
Applicant: 中国核动力研究设计院
Abstract: 本发明公开了一种核反应堆用材料外表面包覆层，所述包覆层沉积在核反应堆用基体材料外表面上，包覆层由内向外依次包括Zr-Cr或Ti-Cr过渡层、Cr沉积层和CrN硬化层。上述包覆层的制备方法，采用物理气相沉积法、热喷涂法、冷喷涂法、激光熔覆法、电镀法或化学气相沉积法，优选采用物理气相沉积法中的电弧离子镀。在锆合金基体材料上涂覆上述包覆层获得的包壳材料具有良好的抗高温氧化、耐腐蚀、膜基协同变形以及耐磨损等性能，是一种有发展前景的耐事故核燃料包壳材料，且以N36合金为基体的涂层包壳材料高温力学性能表现更好。
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公开(公告)号：CN108796454A
公开(公告)日：2018-11-13
申请号：CN201810736912.3
申请日：2018-07-06
Applicant: 中国核动力研究设计院
Abstract: 本发明公开了一种核反应堆用锆包壳表面金属涂层PVD制备工艺，解决了现有技术制备出的涂层在涂层厚度、结合力、孔隙率上均达不到核反应堆包壳涂层材料的要求，无法应用到核反应堆包壳涂层材料的制备上的问题。本发明包括(1)对锆包壳基体进行表面前处理；(2)对锆包壳基体表面进行离子清洗；(3)在Ar气氛下，开启Cr弧靶，在锆包壳基体上形成Cr基础层；(4)调整弧电流、偏压、占空比，沉积120S～180S后形成Cr过渡层；(5)调整弧电流、偏压、占空比，沉积2h以上形成Cr超厚涂层；(6)关闭弧源，降温至80℃以下即可。本发明膜基结合力≥80N，涂层结晶度大于95％，锆基体晶粒度﹥9级，涂层锆包壳的耐腐蚀和抗高温氧化能力得到明显提高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110055496B
公开(公告)日：2021-05-04
申请号：CN201910517214.9
申请日：2019-06-14
Applicant: 中国核动力研究设计院
Abstract: 本发明公开了一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，对锆合金基底进行研磨，最后使用抛光膏在金相抛光机上进行抛光处理，打磨光滑后，对锆合金片表面油污进行清洗；置于超高真空磁控溅射设备的真空炉腔内，待真空度达到本底真空2×10‑4Pa后，通入气体用偏压反溅清洗10分钟；待基片表面反溅清洗完成后，采用射频电源将Cr靶迅速起辉后，关闭挡板，对靶材表面进行预溅射10分钟，去除表面氧化物或吸附杂质；打开Cr靶挡板进行沉积Cr涂层；在不关闭真空系统条件下，锆合金随炉冷却至100℃以下，进行去应力和矫正变形处理。本发明采用的磁控溅射技术在核用锆合金基底上沉积强结合力、高厚度Cr涂层。
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公开(公告)号：CN112410727A
公开(公告)日：2021-02-26
申请号：CN202011250640.X
申请日：2020-11-11
Applicant: 中国科学院合肥物质科学研究院 , 中国核动力研究设计院
Abstract: 本发明公开了一种新型WCrSiN梯度涂层及其制备方法，涉及表面涂层技术领域，包括依次沉积在基体表面的多弧离子镀涂层和磁控溅射涂层，其中，多弧离子镀涂层包括依次沉积在基体表面的WCr涂层、WCrN涂层、WCrSiN涂层，磁控溅射涂层为WCrSiN涂层。本发明先采用多弧离子镀技术制备打底涂层，再利用磁控溅射技术制备表层涂层，将多弧离子镀和磁控溅射结合起来，充分发挥了这两种方法的优势，所得薄膜涂层与基体之间的结合强度高，薄膜涂层表面均匀且致密度高。此外，在涂层微结构上设计梯度结构，有利于增强涂层的综合性能，改善涂层的总厚度，可制备厚度在5μm以上的超硬涂层。
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公开(公告)号：CN108796454B
公开(公告)日：2020-08-04
申请号：CN201810736912.3
申请日：2018-07-06
Applicant: 中国核动力研究设计院
Abstract: 本发明公开了一种核反应堆用锆包壳表面金属涂层PVD制备工艺，解决了现有技术制备出的涂层在涂层厚度、结合力、孔隙率上均达不到核反应堆包壳涂层材料的要求，无法应用到核反应堆包壳涂层材料的制备上的问题。本发明包括(1)对锆包壳基体进行表面前处理；(2)对锆包壳基体表面进行离子清洗；(3)在Ar气氛下，开启Cr弧靶，在锆包壳基体上形成Cr基础层；(4)调整弧电流、偏压、占空比，沉积120S～180S后形成Cr过渡层；(5)调整弧电流、偏压、占空比，沉积2h以上形成Cr超厚涂层；(6)关闭弧源，降温至80℃以下即可。本发明膜基结合力≥80N，涂层结晶度大于95％，锆基体晶粒度﹥9级，涂层锆包壳的耐腐蚀和抗高温氧化能力得到明显提高。
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公开(公告)号：CN110055496A
公开(公告)日：2019-07-26
申请号：CN201910517214.9
申请日：2019-06-14
Applicant: 中国核动力研究设计院
Abstract: 本发明公开了一种在核用锆合金基底表面制备Cr涂层的制备工艺，对锆合金基底进行研磨，最后使用抛光膏在金相抛光机上进行抛光处理，打磨光滑后，对锆合金片表面油污进行清洗；置于超高真空磁控溅射设备的真空炉腔内，待真空度达到本底真空2×10-4Pa后，通入气体用偏压反溅清洗10分钟；待基片表面反溅清洗完成后，采用射频电源将Cr靶迅速起辉后，关闭挡板，对靶材表面进行预溅射10分钟，去除表面氧化物或吸附杂质；打开Cr靶挡板进行沉积Cr涂层；在不关闭真空系统条件下，锆合金随炉冷却至100℃以下，进行去应力和矫正变形处理。本发明采用的磁控溅射技术在核用锆合金基底上沉积强结合力、高厚度Cr涂层。
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公开(公告)号：CN119194382A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202411146361.7
申请日：2024-08-20
Applicant: 中国核动力研究设计院
Abstract: 本发明提供了一种铁素体/马氏体钢表面涂层的制备方法，其步骤包括：对铁素体/马氏体钢表面打磨、抛光及清洗预处理；在磁控溅射设备中对铁素体/马氏体钢表面偏压反溅射清洗；在Ar气氛下对Cr靶和Al靶表面预溅射；通过Cr靶溅射在铁素体/马氏体钢表面沉积Cr涂层；通过Cr靶与Al靶双靶共溅射在铁素体/马氏体钢表面沉积CrAl涂层；通过交替沉积Cr涂层和CrAl涂层，在铁素体/马氏体钢表面形成总层数4～32层、总厚度5～20μm的Cr/CrAl多层涂层；对铁素体/马氏体钢表面涂层去应力和矫正变形处理。本发明提供的一种铁素体/马氏体钢表面涂层制备方法，具有良好的耐高温液态铅铋腐蚀性能。
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