[发明专利]用强流脉冲离子束对电子束物理气相沉积涂层的封顶技术

摘要

材料表面改性领域中，用强流脉冲离子束对电子束物理气相沉积涂层的封顶技术，包括在耐高温的零部件基体1表面沉积金属粘结层2，陶瓷层3和建立陶瓷层表面的封顶层7，特征：在真空度0.8～1.1×10^－2Pa条件下，采用束流密度为250～350A/cm²的强流脉冲离子束6于室温下辐照，在陶瓷层3表面形成要求厚度的连续封顶层7，从而封闭陶瓷层中作为氧扩散通道的柱状晶粒4之间的晶粒间隙5，再采用束流密度为50～100A/cm²的强流脉冲离子束焊合封顶层表面存在的微裂纹8。优点：工艺简单，采用较少次数辐照即可实现所要求厚度的连续致密封顶层；不会产生贯穿性宏观裂纹；封顶层表面光滑平整；封顶后的电子束物理气相沉积涂层抗氧化性能提高2倍以上。

主权项

1.用强流脉冲离子束对电子束物理气相沉积涂层的封顶技术，包括在耐高温的零部件基体[1]上沉积金属粘结层[2]，沉积陶瓷层[3]和建立陶瓷层表面的封顶层[7]，其特征在于：对零部件陶瓷层中晶粒间隙[5]的封顶和对封顶层[7]中形成的微裂纹[8]的焊合，是在真空度0.8～1.1×10-2Pa的条件下，采用强流脉冲离子束[6]于室温下直接辐照的方式进行，其陶瓷层[3]表面封顶技术的工艺步骤是：第一步，将零部件安置在试样台上，抽真空将已沉积金属粘结层[2]和陶瓷层[3]的零部件，安置在强流脉冲离子束装置的试样台上，使零部件陶瓷层[3]完全暴露在强流脉冲离子束[6]辐照区内，关闭该装置的真空室并抽真空，使真空度达到0.8～1.1×10-2Pa；第二步，建立零部件陶瓷层表面的封顶层在室温条件下，采用脉冲宽度为60～70ns，束流密度为250～350A/cm2 的强流脉冲离子束[6]对零部件陶瓷层[3]辐照2～10次，形成1～5μm厚的连续封顶层[7]；第三步，辐照焊合零部件陶瓷层表面形成的微裂纹用强流脉冲离子束[6]辐照焊合在零部件陶瓷层[3]表面产生的微裂纹[8]，经第二步用强流脉冲离子束辐照零部件陶瓷层顶部，形成连续的封顶层后，在其表面存在宽度不超过0.2μm，深度不超过1μm的微裂纹，为了焊合这些微裂纹[8]，当第二步结束后，在室温条件下，采用脉冲宽度为60～70ns，束流密度为50～100A/cm2的强流脉冲离子束[6]，对带有微裂纹[8]的封顶层[7]辐照2～3次，形成连续致密的微米量级封顶层[7]。