耐蚀材料及其制备方法和应用与流程

本申请涉及高熵合金，特别是涉及一种耐蚀材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、高熵合金涂层是在高熵合金的基础上发展起来的一种新型多主元合金涂层材料。在高熵合金领域中，由难熔金属nb、mo、ta等元素形成的难熔高熵合金由于其优异的高温力学性能受到了广泛的关注。难熔高熵合金涂层具有高强度、高硬度、高耐磨性和抗辐照能力等，以上优异的性能使得难熔高熵合金涂层在航空航天、核聚变反应堆等方面具有巨大的应用潜力。目前，难熔高熵合金涂层的制备方法主要有磁控溅射、激光熔覆和热喷涂。

2、传统的难熔高熵合金涂层的制备方法制备的涂层厚度较薄，其耐腐蚀性能较差，进而限制了其作为高压容器的熔覆材料的应用。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种耐蚀材料及其制备方法和应用，其中耐蚀材料的制备方法能够制备具有厚度较厚的nbmotaw基难熔高熵合金涂层的耐蚀材料，其耐腐蚀性能较好，能够适用于高压容器的熔覆材料。

2、第一方面，本申请提供一种耐蚀材料的制备方法，其特征在于，包括：

3、在保护气体氛围下，采用等离子喷涂，将nbmotaw基难熔高熵合金粉末喷涂于基材的表面，制备涂层；所述基材的温度为180℃～200℃；所述等离子喷涂的喷涂距离为80mm～100mm，喷涂电压为78v～80v，喷涂电流为500a～550a。

4、在一些实施例中，所述等离子喷涂中喷涂的方向垂直于所述基材的表面。

5、在一些实施例中，所述等离子喷涂中，使用送粉气体对所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末进行送粉，所述送粉的进料速率为45g/min～50g/min。

6、在其中一个实施例中，所述保护气体的压强为0.4mpa～0.5mpa。

7、在一些实施例中，所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末为球形粉末。

8、在其中一个实施例中，所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末的粒径分布为25μm～53μm。

9、在其中一个实施例中，所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末中还包括v和b中的至少一种。

10、在其中一个实施例中，所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末中nb、mo、ta和w的摩尔质量相等。

11、在一些实施例中，还包括：进行所述等离子喷涂前对所述基材进行表面去氧化层处理。

12、在一些实施例中，还包括：进行所述等离子喷涂前对所述基材进行喷砂处理。

13、第二方面，本申请提供一种耐蚀材料，使用上述任一所述的制备方法制备得到，所述耐蚀材料包括基材和nbmotaw基难熔高熵合金涂层,所述nbmotaw基难熔高熵合金涂层位于所述基材的表面。

14、在一些实施例中，所述nbmotaw基难熔高熵合金涂层的厚度为200μm～257μm。

15、第三方面，本申请提供一种上述任一所述的制备方法制备的耐蚀材料或者上述任一所述的耐蚀材料作为高压容器的熔覆材料的应用。

16、上述耐蚀材料的制备方法使用等离子喷涂进行nbmotaw基难熔高熵合金涂层的制备。在上述喷涂距离、喷涂电压、喷涂电流和基材的温度参数下，高熵合金粒子飞行的速度和温度分布较均匀。在该喷涂距离、喷涂电压和喷涂电流的范围内，飞行粒子的温度较高，保证高熵合金粉末的充分熔化。该喷涂距离也保证了粒子在到达基材时保持较大的飞行速度。在喷涂过程中飞行粒子的温度和飞行速度较高，能够铺展充分，这保证粒子以熔化或半熔化状态高速撞击在基材表面，在该基材的温度范围内，粒子可以在基材表面均匀地铺展、冷却和凝固，层层堆叠，进而形成厚度较厚且耐腐蚀性能较好的难熔高熵合金涂层，以得到耐腐蚀性能较好的耐蚀材料。

技术特征：

1.一种耐蚀材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂中喷涂的方向垂直于所述基材的表面。

3.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂中，使用送粉气体对所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末进行送粉，所述送粉的进料速率为45g/min～50g/min。

4.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述保护气体的压强为0.4mpa～0.5mpa。

5.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末为球形粉末。

6.根据权利要求5所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末的粒径为25μm～53μm。

7.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末中还包括v和b中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，所述nbmotaw基难熔高熵合金粉末中nb、mo、ta和w的摩尔质量相等。

9.根据权利要求1～8任一所述的耐蚀材料的制备方法，其特征在于，还包括：

10.一种耐蚀材料，其特征在于，使用权利要求1～9任一所述的制备方法制备得到，所述耐蚀材料包括基材和nbmotaw基难熔高熵合金涂层，所述nbmotaw基难熔高熵合金涂层位于所述基材的表面。

11.根据权利要求10所述的耐蚀材料，其特征在于，所述nbmotaw基难熔高熵合金涂层的厚度为200μm～257μm。

12.一种权利要求1～9任一所述的制备方法制备的耐蚀材料或者权利要求10～11任一所述的耐蚀材料作为高压容器的熔覆材料的应用。

技术总结
本申请涉及一种耐蚀材料及其制备方法和应用。其中，耐蚀材料的制备方法包括：在保护气体氛围下，采用等离子喷涂，将NbMoTaW基难熔高熵合金粉末喷涂于基材的表面，制备涂层；基材的温度为180℃～200℃；等离子喷涂的喷涂距离为80mm～100mm，喷涂电压为78V～80V，喷涂电流为500A～550A。在上述喷涂参数下，高熵合金粒子飞行的速度和温度分布较均匀，飞行粒子的温度较高，保证高熵合金粉末的充分熔化。在喷涂过程中飞行粒子的温度和飞行速度较高，这保证粒子以熔化或半熔化状态高速撞击在基材表面，并在基体表面均匀地铺展、冷却和凝固，层层堆叠，进而形成厚度较厚且耐腐蚀性能较好的难熔高熵合金涂层，以得到耐腐蚀性能较好的耐蚀材料。

技术研发人员：彭祥阳,侯硕,路广遥,周建明,贺韶,丁祥彬,陈帅,申家福,刘苏州,范宜康,庄晓强,王德正
受保护的技术使用者：中广核研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11