一种在X80管线钢基材表面制备AlTiCrNiTa高熵合金涂层的工艺

摘要

本发明公开一种在X80管线钢基材表面制备AlTiCrNiTa高熵合金涂层的工艺，该工艺包括基片预处理、偏压反溅清洗、采用超真空多功能磁控共溅设备在X80基材表面沉积AlTiCrNiTa高熵合金涂层和涂层耐蚀性能测试等步骤；本工艺操作简单，采用多靶射频磁控共溅技术，精确调控各靶材溅射功率，涂层各元素含量均介于5at.％至35at.％，且本工艺制得的涂层表面致密均匀，具有优异的耐均匀腐蚀性能和耐孔蚀性能。

主权项

一种在X80管线钢基材表面制备AlTiCrNiTa高熵合金涂层的工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）基片预处理将X80管线钢材加工成直径和厚度分别为1.5cm、3mm的圆片，用280#、400#、600#、800#、1200#、1500#水砂纸由粗到细依次打磨X80基材，打磨光滑后清洗干净待用。（2）偏压反溅清洗将超真空多功能磁控共溅设备放气至真空腔真空度为大气压，打开真空腔，将步骤（1）处理后的X80圆片置于真空腔样品台上，先机械泵抽低真空，后分子泵抽高真空，再偏压反溅清洗。（3）预溅射将超真空多功能磁控共溅设备的1，2，3，4，5靶迅速起辉，关闭挡板，对靶材预溅射。（4）溅射AlTiCrNiTa高熵合金涂层同时打开超真空多功能磁控共溅设备的靶1，2，3，4，5的挡板，迅速调整各靶溅射功率至既定参数，溅射气压为0.3~0.5Pa，工作气氛为Ar，流量为28‑30sccm，偏压工作电压‑200~‑100V，在X80基材表面溅射AlTiCrNiTa高熵合金涂层，溅射1‑3h；所述Cr靶溅射功率为45‑60W，Ni靶溅射功率为40‑70W，Ta靶溅射功率为50‑80W，Ti靶溅射功率为60‑85W，Al靶溅射功率为75‑100W；所述Cr靶、Ni靶、Ta靶、Ti靶、Al靶纯度均为99.999%。（5）电化学性能测试采用输力强1287电化学测试系统中动电位扫描技术对高熵合金涂层耐腐蚀性能进行测试：配制0.5mol/LH₂SO₄和3.5wt.%NaCl溶液做腐蚀介质，将覆有高熵合金涂层的X80基片置入聚四氟乙烯夹具后做工作电极，Pt片做辅助电极，饱和甘汞电极做参比电极；动电位极化曲线测试的电位扫描范围约为‑0.25（vsOCP）V～2（vsOCP）V，扫描速度为2mv﹒s^‑1。