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申请/专利权人：中国石油天然气集团有限公司;中国石油天然气集团公司管材研究所

摘要：本发明公开了一种含Cr低合金钢表面的碳氮化钛纳米涂层及其制备方法，该方法通过化学气相沉积制备碳氮化钛纳米涂层，通过低温化学气相沉积法制备的所述碳氮化钛纳米涂层可有效增强涂层致密度与膜基结合力，降低涂层内应力及界面应力，减少涂层结构缺陷，有效阻止高温高压CO2环境下腐蚀产物对涂层的渗透，从而显著提高涂层的腐蚀防护性能。

主权项：1.一种含Cr低合金钢表面的碳氮化钛纳米涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在真空条件下，向化学气相沉积腔体中通入第一辅助气体预热基材；所述基材为含Cr低合金钢；步骤2，向化学气相沉积腔体中通入氮源、碳源和钛源；所述氮源通过第二辅助气体通入，所述钛源通过第三辅助气体通入，通入的反应物在基材表面进行化学反应沉积后得到过程涂层；沉积温度为650-850℃，沉积时间为300-800min，沉积压力为0.02-0.05MPa；步骤2中，所述氮源为氮气、乙腈、氨气，或其组合；所述钛源为二氯化钛，所述碳源为甲烷；碳源的流量为300-600sccm；步骤3，冷却过程涂层后制得碳氮化钛纳米涂层；所述涂层中，N、C和Ti的总含量≥96％；所述碳氮化钛纳米涂层由碳氮化钛纳米晶粒组成，所述纳米晶粒呈锥状形貌，所述纳米晶粒的平均直径为20-200nm；所述碳氮化钛纳米晶粒的总体积V1与所述涂层的体积V0之比V1V0≥80％；冷却过程为：3-1第一阶段冷却过程：停止通入钛源及第三辅助气体，第一辅助气体的流量为100-300sccm，第二辅助气体的流量为100-300sccm，降温速率为5-10℃min，降温至300-500℃；3-2第二阶段冷却过程：降温至300-500℃时，停止通入第二辅助气体；降温至100-200℃时，停止通入第一辅助气体，随后冷却至室温，获得一种含Cr低合金钢材料表面碳氮化钛纳米涂层；所述涂层附着在基材表面，所述基材为含Cr低合金钢；所述涂层以原子百分数计，氮元素的原子百分比为20-30％，碳元素的原子百分比为30-50％，钛元素的原子百分比为30-40％，三个元素原子百分数之和≤100％。

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