用等离子化学气相沉积法沉积阀座和阀杆的陶瓷膜

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1、维普资讯http://www.cqvip.com够，调杆饲磁，标准分享网www.bzfxw.com免费下载弓f一一。闽门】998年第1期用等离子化学气相沉积法沉积阀座和阀杆的陶瓷膜蒋悖始衙l7牛．4g-31·前言’质合金切削刀片的热CVD所用的涂复方法进为了延长核动力装置中阀座和阀杆的使用行设计，并专门配备了三极管电极，‘便在低沉寿命，利用等离子化学气相沉积(CVD)开发了积温度下达到高的附着强度。这些试验中所用一种独特的陶瓷涂复技术。在司太立台金和不的基体是司太立包复AISI316L(司太立厚锈钢基体上沉积出AI?Os／TiN／TiC、AIzO3／TiClmm)和AISI403钢板

2、(20ram×fi0mm×和TiN／TiC多层膜。用各种方法评价了陶瓷膜70ram)。的机械和物理性能。涂复试样在高温水环境中由于AIO／TiN／TiC、AIO／TiC和TiN／TiC显示出良好的耐磨性。多层膜具有优异的耐磨性和耐蚀性，因此选为将试样在548K(275℃)蒸压器中浸渍200替代材料。沉积条件简要总结如下：总气体压力小时评价了耐蚀性。涂复试样在减少溶解于试为0．2～3mbar，N：H：TiC](对于TiN)=ld验溶液的钴量方面显示出优异的性能。汽蚀浸80：6，CH，H：：TiCI(对于TiC)一l3t80蚀试验表明，多层涂复AISId03试样的重量损7，CO：H：AI

3、CI，(对于Al：O)=1780失小于未涂AISI403试样的l，但涂复司太立3，标准功率密度为0．8W／era。，沉积温度为包复AISI316L基体的重量损失与未涂试样几973K(对于TtN)和l173K(对于TiN、AhO)。在乎相同。每种条件下均获得聚晶组织。司太立合金是一种钴基合金，具有优异的(2)评价耐磨性和耐擦伤性。司太立合金通常用于制造汽蚀浸蚀试验每种试样均用超声波汽蚀核动力装置中的阀座和阀杆。但是，司太立合金浸蚀试验装置，按照ASTMG一32进行汽蚀浸溶解于高温水，而且钴被释放到反应堆的冷却蚀试验试验之后测量重量损失。水中而成为辐射源。为了避免这种情况，有时采耐擦伤性

4、和耐磨性用阀瓣和阀座试样进用不锈钢作为一种替代材料。然而，由于不锈钢行滑动试验。在高温纯水(548K)中将阀瓣和阀的耐擦伤性、耐蚀性和耐浸蚀性差，因此这种材座以2kgf／mm的压力相互接触摩擦。此外，在料只能用在限定部分。滑动试验期间检验密封能力。该试验工况是根试图将陶瓷膜用于这些材料的表面保护。据沸水反应堆的一次冷却剂系统的实际工况拟虽然陶瓷涂复技术已在工业中用于切削刀具和定的。模具的耐磨涂层，但在高温、高压水中的防蚀应耐蚀性耐蚀性用蒸压试验装置进行评用仍然在研究开发阶段。关于这种环境中的磨价。涂复试样在蒸压釜的548K纯水中浸渍损和腐蚀问题，尚无可靠的数据。所，为了开200小时。

5、该工况也类于沸水反应堆(BWR)发核动力装置用饲座和婀杆的陶瓷膜，需要获的一次冷却剂系统的环境。对溶解于试验溶液得陶瓷膜在高温、高压水环境中物理化学性能的钴、钛和铝的总量进行了检验。为了评价腐蚀和机械性能的基本数据。选择AIzOs、TiN和TiC试验前后，沉积膜的成分，还进行了重量变化测多层膜作为在反应堆环境中具有高耐蚀性和耐量和x射线分析。磨性的替代材料。一3．结果与讨论2．试验细节(1)沉积膜的特性(1)材料’AlO／TiN／TiC多层膜组织呈柱状，表面比用改进的等离子化学气相沉积(CVD)法沉较粗糙。X射线衍射谱表明，用改进的等离子积厚度为5～61am的多层膜。涂复装置按照硬C

6、VD沉积的所有薄膜均为聚晶膜，不是非晶维普资讯http://www.cqvip.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载{9g3年第l期l}目门膜。膜。图2是摩擦系数与滑动次数的关系。摩擦(2)汽蚀侵蚀试验试验进行了100次，没有发生擦伤或泄漏。图l是试验试样的重量损失，对于母材为AI$I403的试样，多层膜显示出优异的表面保护性能(图la)。对于母树为AISI316L的试样，涂复试样的重量损失与未涂试样几乎相同(图lb)。已’旨量章蓄ll图2由滑动试验测定的摩擦系数’。口一无拧层O—Aboa／TiN／TiC膜与未涂试样相比，涂复试样的摩擦系数相当高。在整个试验期间，p值保

7、持在0．5以下，这是阀座和阀杆用材料要求的标准值。(d)耐蚀性在腐蚀试验之后，对溶解于水中的钴、钛和铝的总量进行了评价。腐蚀试验溶液用感应耦合氩等离子发射分光光度测定法检验，其结果§列于表l。多层涂复试样的溶解钴量小于未涂试样的1，钛和铝未检测：：表l腐蚀试验后溶液的成分(PPb)(母材：司太立包蔓AISI316L)棘睡COAboj，TIN，T_C1．6AOa／TiCz．50．3无棘膜400图】由汽蚀浸蚀试验测出的重量损失N．D．未幢馒Ia母材AIsI40