【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于惰性納米涂層制備，具體涉及的是一種在sus430不銹鋼表面制備co3o4納米尖晶石涂層的方法。
技術介紹
1、sus430不銹鋼因其出色的耐腐蝕性能和機械強度而廣泛應用于工程領域，然而在高溫環境中其性能往往受限，主要原因在于cr2o3層的增厚和劣化，cr2o3層的增厚會導致導電性下降，cr2o3層的劣化則會暴露出底層金屬，形成裂紋、空洞和粒子剝落等缺陷，加速氧化過程，增加點蝕的風險。因此，提升sus430不銹鋼的高溫性能，通過表面改性技術顯得尤為重要，這不僅能延長其服務壽命，還可拓展其在苛刻環境中的應用。
2、在眾多改善sus430不銹鋼性能的方法中，制備保護涂層被公認為一種有效策略。傳統的涂層技術，包括物理氣相沉積（pvd）、化學氣相沉積（cvd）和電化學沉積等，雖然各具優勢，但在涂層均勻性、厚度控制及與基底材料結合強度方面仍存在局限。相比之下，原子層沉積（ald）作為一種高精度自限薄膜沉積技術，可以以單原子層的方式逐層沉積材料，確保涂層的均一性和致密性以及可控厚度，這為提升膜基結合性能奠定了堅實基礎。
3、目前，ald技術已被應用于不銹鋼表面tio2、al2o3、ta2o5等氧化物的制備，但針對不銹鋼表面的co3o4薄膜的研究尚未見諸報道。co3o4為一種具有尖晶石結構的過渡金屬氧化物，展現出混合價態、優異的熱穩定性和良好的導電性能。在高溫條件下，co3o4尖晶石涂層能有效阻隔氧化介質，減緩cr2o3層的進一步增厚，維持不銹鋼的導電性。此外，其優異的導電性還可以改善不銹鋼表面的電荷傳輸特
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于克服現有技術中的不足，解決在sus430不銹鋼表面改性的技術問題，本專利技術提供一種在sus430不銹鋼表面制備co3o4納米尖晶石涂層的方法，基材表面制備的co3o4納米尖晶石涂層致密均勻、附著力強，同時具備優良的高溫抗氧化性、導電性及阻cr性。
2、本專利技術通過以下技術方案予以實現：一種在sus430不銹鋼表面制備co3o4納米尖晶石涂層的方法，包括以下步驟：
3、s1、基材預處理：
4、s1-1、使用線切割機將sus430不銹鋼板切割成尺寸為長度15mm×寬度15mm×厚度1mm的基材；
5、s1-2、依次使用120目、240目、400目、600目、800目及1000目的砂紙對步驟s1-1制備的基材表面進行打磨拋光處理；
6、s1-3、將步驟s1-2打磨拋光后的基材依次放入水和無水乙醇中，分別進行15~20分鐘的超聲清洗，清洗后吹干，浸沒在無水乙醇中密封保存備用；
7、s2、sus430不銹鋼基材表面ald原子層沉積納米co3o4涂層：
8、s2-1、將步驟s1在無水乙醇中密封保存的基材取出吹干后放入ald設備的反應腔中，將臭氧引入反應腔，脈沖時間為30s，在基材表面構建羥基活性位點；
9、s2-2、使用二茂鈷作為前驅體，首先，二茂鈷加熱至80℃（獲得反應所需的蒸汽壓）后引入ald設備的反應腔中；然后，設置ald設備的沉積溫度為220℃，前驅體脈沖時間為5.5秒，循環次數為2000個循環；最后，前驅體脈沖后靜置16秒，使反應腔內二茂鈷在活性位點充分完成化學吸附，在基材表面ald原子層沉積含有鈷元素的原子層；
10、s2-3、采用高純度氮氣作為載氣，使用高純度氮氣吹掃，去除前驅體脈沖后未反應的前驅體和副產物，高純度氮氣的流量為50sccm，吹掃時間為30秒；
11、s2-4、首先，采用臭氧作為氧化劑，將臭氧引入ald設備的反應腔中，臭氧的流量為20sccm；然后，保持ald設備的沉積溫度為220℃，氧化劑的脈沖時間為0.1秒；最后，氧化劑脈沖后靜置25秒，使氧化劑與基材表面沉積的二茂鈷原子層充分反應；
12、s2-5、再次采用高純度氮氣吹掃，去除氧化劑脈沖后未反應的氧化劑和副產物，高純度氮氣的流量為50sccm，吹掃時間為30秒；
13、s2-6、待反應腔溫度降至室溫后取出，在sus430不銹鋼基材表面ald原子層沉積納米co3o4涂層；
14、s3、將步驟s2制得的表面ald原子層沉積納米co3o4涂層的sus430不銹鋼基材進行燒結處理：首先，在空氣氛圍中以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，保溫時間為3h；然后，繼續以5℃/min的升溫速率升溫至800℃，保溫時間為2h；最后，隨爐冷卻至室溫，以全部獲得co3o4尖晶石結構，完成在sus430不銹鋼基材表面制備co3o4納米尖晶石涂層（ald-co3o4納米尖晶石涂層）。
15、進一步地，在所述步驟s2-6中，在sus430不銹鋼基材表面ald原子層沉積納米co3o4涂層的厚度為100nm。
16、本專利技術的有益效果在于：
17、1、co3o4作為一種具有尖晶石結構的過渡金屬氧化物，具有混合價態、優異的熱穩定性以及良好的導電性能，本專利技術采用ald技術在sus430不銹鋼表面成功制備了均勻、致密且附著力強的co3o4尖晶石薄膜，填補了這一技術空白；
18、2、本專利技術彌補了sus430不銹鋼基材表面改性后涂層的均勻性、厚度控制以及與基底材料的結合強度等方面的不足，制備的co3o4納米尖晶石涂層致密均勻、附著力強，同時由于ald技術的固有優勢，能夠精確控制納米涂層的厚度和成分，并且具備在復雜形狀表面成膜的特性；
19、3、本專利技術改善了sus430不銹鋼在高溫工況下過度氧化、導電性下降及cr溢出的問題，制備的co3o4納米尖晶石涂層能夠有效阻隔氧化介質，減緩cr2o3膜的增厚，維持不銹鋼的導電性能，具有優良的高溫抗氧化性、導電性及阻cr性，為不銹鋼表面改性提供了新的技術路徑，具有重要的科研和產業應用價值。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種在SUS430不銹鋼表面制備Co3O4納米尖晶石涂層的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種在SUS430不銹鋼表面制備Co3O4納米尖晶石涂層的方法，其特征在于，在所述步驟S2-6中，在SUS430不銹鋼基材表面ALD原子層沉積納米Co3O4涂層的厚度為100nm。
【技術特征摘要】
1.一種在sus430不銹鋼表面制備co3o4納米尖晶石涂層的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種在sus430不銹鋼...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。