科创中国
Al2O3阻氚涂层及其制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-06-26 15:28:40
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：湖南省衡阳市| 黄荣华 | 2023-11-17 11:05:35
本发明属于涂层技术领域，公开了一种Al2O3阻氚涂层及其制备方法。该Al2O3阻氚涂层包括Al涂层、中间过渡层和Al2O3涂层；其中Al2O3涂层中的α‑Al2O3的含量为30％以上。
本发明通过采用离子注入技术，先在基体上制备Al涂层，随后将镀铝后的基体进行扩散热处理，形成中间过渡层，然后采用离子注入技术对扩散热处理后的基体进行氧离子注入，所述氧离子注入的温度为375‑550℃，使得在较低温度下即可获得高含量α‑Al2O3，制备得到了具有高含量α‑Al2O3的Al2O3阻氚涂层。
氚在核聚变领域应用非常广泛，扮演着重要角色，无论是中国、欧盟、美国等7方实施的国际热核聚变实验堆(ITER)计划，还是中国开展的聚变工程实验堆(CFETR)，都要以氚作为主要反应原料。由于氚在自然界含量极少，只能利用实验装置生产(如ITER中的产氚包层(TBM))；而氚有着很强的渗透性，容易渗透造成损失，可能使得生产的氚根本无法满足核聚变反应的需求；同时氚具有放射性危害，对环境具有极大的危害性。由此可见，如不降低氚的渗透损失，不仅无法实现ITER或者CFETR运行时氚的自身平衡，也不能满足氚的排放限值要求。目前，阻氚渗透涂层已成为核聚变中氚自持与氚安全防护领域的关键科学与技术问题之一。
南华大学是由工业和信息化部、国家国防科技工业局、中国核工业集团公司、中国核工业建设集团公司与湖南省人民政府共建，成立于1958年的全日制公立综合性大学。学校由原隶属中国核工业部的中南工学院、核工业第六研究所与原隶属湖南省的衡阳医学院合并组建而成。学校座落在历史文化名城湖南省衡阳市市区，占地面积3000亩。团队成员有冯军，康红娜，陈文波，周炬，胡良斌。
离子注入技术常用于材料的表面的改性，可以提高材料的表面强度、硬度、耐磨性能等，氧离子的注入有利于提高基体材料的耐磨损性能。离子注入技术不会对基体材料产生任何损害，离子直接和材料表面原子或分子结合，与基体没有明显界面，膜基结合力极好，所以获得的阻氚涂层抗热震性能好。高功率脉冲磁控溅射离化率高，能产生高密度离子束，高密度可以离子轰击可提高沉积原子表面扩散能力，促进了晶粒的重复形核速率和迁移速率，从而大大提高薄膜的致密度。
本技术具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合理。综上所述，该技术属于国家鼓励支持的项目，技术的经济和社会效益客观，技术的投产将改善优化当地产业结构，实现高质量发展的目标。技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接次项目。
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