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专利号: 2022102990640
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多级结构的耐蚀减摩防结冰涂层,其特征在于,它是基体的表面,采用飞秒激光加工技术,制备带有仿生结构的微米级粗糙纹理,之后再进行磁控共溅射TiAlCrNbZr合金靶以及单质靶Cu或/和Ag形成具有纳米级微凸结构的TiAlCrNbZrCu或/和Ag耐蚀薄膜,从而形成微米级与纳米级的仿生多级复合结构的薄膜。

2.如权利要求1所述的多级结构的耐蚀减摩防结冰涂层,其特征在于,所述的仿生结构包括波浪状、蠕虫状、编织状、豹点状、鱼鳞状和龟纹状。

3.如权利要求1所述的多级结构的耐蚀减摩防结冰涂层,其特征在于,所述的TiAlCrNbZr合金靶按照摩尔比1:1:1:1:(0‑1)比例通过真空熔炼获得。

4.一种制备权利要求1‑3任一所述的多级结构的耐蚀减摩抗冰冻涂层的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤1:基材预处理

将基材打磨抛光并清洗,去除表面有机物和杂质;

步骤2:利用飞秒激光在基材上加工微米级粗糙纹理

根据基材性能要求设置激光扫描轨迹,利用3W飞秒激光器在基材表面进行扫描,制备微米级特征纹理结构的样品,激光器光斑直径3mm,脉冲宽度<270fs,调试飞秒激光加工参数,激光功率为45mW‑1.3W,扫描间距为10um‑30um;

步骤3:磁控溅射制备TiAlCrNbZrCu或/和Ag纳米级微凸结构薄膜

首先将飞秒激光加工处理后的基材装夹在非平衡磁控溅射腔体内的载物台上,在腔体达到真空度后通入高纯Ar气预溅射,去除基材表面的杂质和残留物;然后通过直流共溅射TiAlCrNbZr合金靶以及Cu或/和Ag单质金属靶,其中TiAlCrNbZr合金靶按照摩尔比1:1:1:

1:(0‑1)比例通过真空熔炼获得;磁控溅射参数为:基片加热温度为100‑300℃,圆形载物台转速为5‑60rpm,TiAlCrNbZr合金靶功率为100‑200W, Cu和Ag单质金属靶功率为50W‑200W,溅射时间为30‑180min,溅射压强为0.9‑1.2Pa;通过控制不同的溅射功率和溅射时间,获得所需沉积厚度的涂层。

5.如权利要求4所述的多级结构的耐蚀减摩抗冰冻涂层的方法,其特征在于,步骤2抽‑3真空时先机械泵抽粗真空至10Pa,再利用分子泵抽高真空至3.5×10 Pa,当腔体内达到高真空度后通入30sccm高纯Ar气预溅射五分钟。