CN109852943B - 核用锆合金表面CrN涂层的制备方法及产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核用锆合金表面CrN涂层的制备方法及产品，通过多靶磁控溅射技术，调整溅射功率、基体温度和偏压，在Zr合金基体表面制备CrN涂层。本发明通过调整基体偏压增加了沉积粒子的能量，从而增强了沉积粒子对Zr合金基体表面的轰击作用，促进CrN涂层与Zr合金基体界面处的结合，进而增加CrN涂层与Zr合金基体之间的结合力，得到沉积于Zr合金基体表面的致密均匀、结合性能优异、厚度较大的CrN涂层，这对于在锆合金表面制备满足工程应用厚度(10μm以上)的保护性涂层具有重要的科学意义和工程应用价值。

Description

核用锆合金表面CrN涂层的制备方法及产品

技术领域

本发明属于金属表面改性技术领域，涉及核用锆合金表面改性技术，具体涉及在锆合金表面制备强结合力、高厚度CrN涂层的制备工艺。

背景技术

过去的几十年中，锆合金包壳表现出了良好的抗辐照性和耐腐蚀性能，已经成功地应用于轻水堆(LWR)，但是包壳材料在发生冷却水失水事故(LOCA)以及超设计基准事故(BDBA)条件下，锆合金包壳高温氧化将释放大量氢气和热量，引起严重核事故，导致大量放射性物质外泄，对人类生存环境带来灾难性后果，如2011年“福岛核电站事故”。如何进一步提高包壳材料事故容错能力成为了一个亟待解决的问题。

根据事故容错材料(ATF)设计的理念，最重要的策略之一是在锆合金表面开发高结合力、抗高温氧化和耐高温腐蚀涂层，从而避免燃料元件的破坏。在不改变燃料包壳尺寸的情况下，锆合金表面涂层具有提高锆合金在堆内环境下长期保持稳定的性能，同时表面涂层技术主要优势在于其经济性，易于实现锆合金涂层包壳的商业化应用。

目前针对于锆合金表面涂层改性的研究，涂层候选材料主要包括金属涂层(Cr、FeCrAl)、陶瓷涂层(具有MAX相的Ti₂AlC、SiC碳化物和氮化物)等。Zhong等采用磁控溅射制备了高Al含量的FeCrAl涂层，研究发现涂层抗水蒸气氧化性能随Al含量升高而增强，但涂层在耐腐蚀性能变差(Zhong W C,Mouche P A,Han X et al.Journal of NuclearMaterials[J],2016,470:327)。Wang等采用大气等离子喷涂技术在Zr-4基底上分别成功制备金属Cr和FeCrAl涂层，在1200℃进行高温氧化1h后，FeCrAl涂层由于相互扩散导致对基底保护性降低，而Cr涂层具有优异的抗氧化性，Cr涂层表面形成致密的Cr₂O₃，有效的成为了氧扩散阻挡层(Wang L,Hu X,Nie X.Surface and Coatings Technology[J],2013,221:150)。Maier等采用冷喷涂制备了Ti₂AlC MAX相陶瓷涂层，同时还存在其它少量的Ti₃AlC₂、TiAl₂和TiC相，在1005℃水蒸气环境下表现出良好的抗氧化性能，但是随后研究表明在制备过程中MAX相中Al和C分别会与Zr会形成金属间化合物，需要关注MAX相涂层与锆合金基体界面稳定性以及其对性能影响(Maier B R,Garcia-Diaz B L,Hauch B et al.Journalof Nuclear Materials[J],2015,466:712)。SiC涂层在低温腐蚀水环境中具有较好的保护作用，但在高温水腐蚀环境下容易形成Si(OH)₄，降低基底的保护性，同时在水蒸气氧化过程中存在开裂和剥落的现象(Usui T,Sawada A,Amaya M et al.Journal of NuclearScience and Technology[J],2015,52(10):1318)。TiN涂层具有较高的硬度、熔点和高的热导率，优异的耐腐蚀性能。常规腐蚀(360℃、18.7MPa)和超临界水腐蚀试验(500℃、25MPa)结果表明，TiN涂层可以明显降低包壳的腐蚀速率(Alat E,Motta A T,Comstock RJ et al.Surface and Coatings Technology[J],2015,281:133)。然而TiN存在高温抗氧化性不足，硬度不够等缺点。CrN不仅具有较高的硬度、熔点和高的热导率，而且韧性高、耐磨性好，且具有优异的耐腐蚀性能和抗高温氧化性，能够对锆合金表面具有一定的防护性能，但其与基底之间的结合力较差、且厚度很薄，难以满足核材料锆合金包壳工程应用方面的需求。

综上所述，锆合金表面涂层技术研发还处于前期筛选、论证阶段，现有的锆合金涂层材料仍存在一些问题，难以满足工程应用方面的需求。研发一种结合力强、且具有优异的抗氧化性能及耐腐蚀性能的涂层，对于核燃料包壳锆合金工程应用方面的研究具有重要的科学意义和工程应用价值。

发明内容

针对目前核用锆合金涂层容错材料存在的耐高温、耐腐蚀性能差及涂层与锆合金之间结合力不好等技术问题，本发明的目的旨在提供一种核用锆合金表面CrN涂层的制备方法及产品，在锆合金表面制备出致密均匀、结合力优异、高厚度且耐高温腐蚀性好的CrN涂层。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现。

本发明核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，采用磁控溅射技术物理气相沉积技术，提出强结合力、高厚度CrN涂层设计思路，即通过改变Cr靶材的溅射功率、基体材料偏压、基体材料温度和沉积气压，实现在锆合金表面制备满足工程应用的CrN涂层，具体包括以下步骤：

(1)基体材料预处理：对Zr合金基体材料依次进行抛光和清洗；

(2)基体材料反溅射清洗：将预处理后的基体材料置于磁控溅射设备的真空炉腔内样品台上，并于真空不大于2×10^-4Pa条件下，采用偏压反溅射清洗；

(3)靶材预溅射：在Ar气气氛下，对Cr靶材进行预溅射，以去除靶材表面的氧化物或吸附杂质；

(4)溅射CrN涂层：在N₂气氛下，于溅射气压为0.4～0.6Pa、偏压为-60～-150V、溅射功率为120～160W、沉积温度为200～400℃条件下对Cr靶材进行溅射，至沉积于锆合金基体材料上的CrN涂层达到设定厚度，得到沉积有CrN涂层的锆合金样品；

(5)去应力和矫正变形后处理：将步骤(4)得到的样品在不大于6.0×10^-4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h以上，即得完成对沉积有CrN涂层的锆合金样品的后处理。

上述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，步骤(1)目的是先对基体材料进行处理，以便于CrN涂层能够更好的附着于其上。本发明首先用水磨砂纸对锆合金基体材料进行研磨，再进行抛光处理，打磨光滑后，最后经丙酮和无水乙醇依次清洗干净待用。抛光处理的具体实现方式为：对锆合金使用抛光膏，在金相抛光机上进行抛光处理。抛光后的锆合金依次用丙酮和无水乙醇超声清洗10～20min，以去除锆合金基底表面油脂以及吸附物等杂质。

上述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，步骤(2)中，为了进一步去除Zr合金基体表面杂质，为沉积CrN涂层作准备，在Zr合金安装到超高真空磁控溅射设备的真空炉腔内样品台之后，再对其进行反溅射清洗。反溅射清洗条件为：反溅射气体为Ar，反溅射气压为2～3Pa，反溅射偏压为-700～-800V，反溅射时间为10～15min。

上述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，步骤(3)中，待Zr合金基体表面反溅射清洗完成后，再采用射频电源将Cr靶材迅速起辉后，关闭挡板，对靶材表面进行预溅射，以去除靶材表面的氧化物或吸附杂质等。预溅射条件为：在Ar气气氛下，于预溅射气压为0.3～0.6Pa、预溅射功率为50～100W条件下，关闭挡板，对Cr靶材进行预溅射清洗，清洗时间为10～15min。

上述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，步骤(4)的目的是在锆合金表面沉积上具有一定厚度的CrN。为了更精确控制靶材溅射功率和涂层厚度，靶材与Zr合金基体之间的距离为5～7cm。溅射时间可以根据控制溅射时间来获得所需涂层厚度。通过本步骤可以得到厚度为10μm以上的CrN涂层。此外，随着偏压的升高，所得CrN层出现孔洞，影响涂层性能，且会对CrN表面产生金属元素污染，因此，对Zr合金基体所施加偏压绝对值最好不要高于150V。

上述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，步骤(5)的目的是对沉积在Zr合金基体表面的CrN涂层进行去应力和矫正形变处理，以避免CrN涂层因外界压力突变导致的应力剥离。为此，本步骤采取的具体方式为，首先将步骤(4)得到的样品在不大于6.0×10^-4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h以上即可。

上述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，所述Zr合金基体材料为Zr-4合金，所述Cr靶材的纯度为99.99％。

本发明进一步提供了一种通过上述方法制备得到的沉积有CrN涂层的核用锆合金产品。该产品中沉积到Zr合金基体表面的CrN涂层不仅保留了CrN涂层所具有的硬度高、韧性好、耐磨性好、良好的抗高温氧化性和抗腐蚀性等优异性能，而且所制备的CrN厚度能够达到10μm以上，且致密均匀，与Zr合金基体界面之间存在较强的结合力，能够满足核材料锆合金包壳工程应用方面的需求，可以作为事故容错燃料包壳涂层的潜在候选材料。

与现有技术相比，本发明提供的核用锆合金表面CrN涂层的制备方法及产品具有以下有益效果：

(1)本发明采用磁控溅射方法在Zr合金基体表面制备CrN涂层，通过基体偏压增加了沉积粒子的能量，从而增强了沉积粒子对Zr合金基体表面的轰击作用，促进CrN涂层与Zr合金基体界面处的结合，进而增加CrN涂层与Zr合金基体之间的结合力，得到沉积于Zr合金基体表面的致密均匀、结合性能优异、厚度较大的CrN涂层，这对于在锆合金表面制备满足工程应用厚度(10μm以上)的保护性涂层具有重要的科学意义和工程应用价值。

(2)本发明采用磁控溅射方法在Zr合金基体表面制备CrN涂层，能够精确控制靶材溅射功率，从而实现对CrN涂层厚度的精准调控；且操作简单，有助于核用锆合金包壳涂层材料的深入研究和应用推广。

(3)本发明在Zr合金基体表面制备得到的CrN涂层厚度能够达到10μm以上，且致密均匀、结合力强，同时应用于该技术的靶材也十分广泛，能够满足核材料锆合金包壳工程应用方面的需求，可以作为事故容错燃料包壳涂层的潜在候选材料。

附图说明

图1为本发明实施例1-3在Zr合金基体表面制备的CrN涂层截面SEM图，(a)对应实施例1，(b)对应实施例2，(c)对应实施例3。

图2为本发明实施例1-3在Zr合金基体表面制备的CrN涂层表面SEM图，(a)对应实施例1，(b)对应实施例2，(c)对应实施例3。

图3为本发明实施例1-3在Zr合金基体表面制备的CrN涂层在划痕仪动态载荷下声发射信号图，(a)对应实施例1，(b)对应实施例2，(c)对应实施例3。

具体实施方式

以下将结合附图给出本发明实施例，并通过实施例对本发明的技术方案进行进一步的清楚、完整说明。显然，所述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围

实施例1

本实施例在Zr-4合金基体材料表面沉积CrN涂层采用的是超高真空多靶共溅射技术，所采用的Cr靶材纯度为99.99％，工作气体Ar纯度为99.999％，工作气体N₂纯度为99.999％，具体制备过程包括以下步骤：

(1)基体材料预处理

将Zr-4合金加工成边长为1cm、厚度为3mm的方片，用240目、600目、1000目、1500目、3000目水磨砂纸由粗到细依次打磨Zr-4合金基体，再使用抛光膏在金相抛光机上进行抛光处理，打磨光滑后，依次用丙酮和无水乙醇超声清洗10min，吹干待用。

(2)基体材料反溅射清洗

将预处理后的基体材料置于磁控溅射设备的真空炉腔内样品台上，将真空炉腔真空抽至2×10^-4Pa，然后通入Ar气，保持溅射气压为2Pa，控制偏压为-700V，对Zr-4合金基体进行反溅射清洗，清洗时间为10min。

(3)靶材预溅射

继续以Ar气作为工作气体，将溅射气压调至0.6Pa，对Cr靶材迅速起辉，关闭挡板，调节Cr靶材功率为100W，然后对Cr靶材进行预溅射，预溅射时间为10min。

(4)溅射CrN涂层

预溅射完毕后，停止通入Ar气，然后通入N₂气，以N₂气为工作气体，调节N₂气压为0.4Pa、靶材与Zr合金基体之间的靶基距为5cm、基体偏压为0V、基体温度为400℃，然后调节靶材溅射功率为160W，对Cr靶材进行溅射12h，得到沉积有CrN涂层的锆合金样品；

(5)去应力和矫正变形后处理

溅射结束后，停止通入N₂，所得样品在4.0×10^-4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h，即得完成对沉积有CrN涂层的锆合金样品的后处理。

实施例2

本实施例在Zr-4合金基体材料表面沉积CrN涂层采用的是超高真空多靶共溅射技术，所采用的Cr靶材纯度为99.99％，工作气体Ar纯度为99.999％，工作气体N₂纯度为99.999％，具体制备过程包括以下步骤：

(1)基体材料预处理

将Zr-4合金加工成边长为1cm、厚度为3mm的方片，用240目、600目、1000目、1500目、3000目水磨砂纸由粗到细依次打磨Zr-4合金基体，再使用抛光膏在金相抛光机上进行抛光处理，打磨光滑后，依次用丙酮和无水乙醇超声清洗15min，吹干待用。

(2)基体材料反溅射清洗

将预处理后的基体材料置于磁控溅射设备的真空炉腔内样品台上，将真空炉腔真空抽至1×10^-4Pa，然后通入Ar气，保持溅射气压为2Pa，控制偏压为-700V，对Zr-4合金基体进行反溅射清洗，清洗时间为15min。

(3)靶材预溅射

继续以Ar气作为工作气体，将溅射气压调至0.5Pa，对Cr靶材迅速起辉，关闭挡板，调节Cr靶材功率为100W，然后对Cr靶材进行预溅射，预溅射时间为15min。

(4)溅射CrN涂层

预溅射完毕后，停止通入Ar气，然后通入N₂气，以N₂气为工作气体，调节N₂气压为0.4Pa、靶材与Zr合金基体之间的靶基距为5cm、基体偏压为-60V、基体温度为400℃，然后调节靶材溅射功率为160W，对Cr靶材进行溅射12h，得到沉积有CrN涂层的锆合金样品；

(5)去应力和矫正变形后处理

溅射结束后，停止通入N₂，所得样品在2.0×10^-4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h，即得完成对沉积有CrN涂层的锆合金样品的后处理。

实施例3

本实施例在Zr-4合金基体材料表面沉积CrN涂层采用的是超高真空多靶共溅射技术，所采用的Cr靶材纯度为99.99％，工作气体Ar纯度为99.999％，工作气体N₂纯度为99.999％，具体制备过程包括以下步骤：

(1)基体材料预处理

将Zr-4合金加工成边长为1cm、厚度为3mm的方片，用240目、600目、1000目、1500目、3000目水磨砂纸由粗到细依次打磨Zr-4合金基体，再使用抛光膏在金相抛光机上进行抛光处理，打磨光滑后，依次用丙酮和无水乙醇超声清洗20min，吹干待用。

(2)基体材料反溅射清洗

将预处理后的基体材料置于磁控溅射设备的真空炉腔内样品台上，将真空炉腔真空抽至2×10^-4Pa，然后通入Ar气，保持溅射气压为3Pa，控制偏压为-800V，对Zr-4合金基体进行反溅射清洗，清洗时间为10min。

(3)靶材预溅射

继续以Ar气作为工作气体，将溅射气压调至0.4Pa，对Cr靶材迅速起辉，关闭挡板，调节Cr靶材功率为100W，然后对Cr靶材进行预溅射，预溅射时间为10min。

(4)溅射CrN涂层

预溅射完毕后，停止通入Ar气，然后通入N₂气，以N₂气为工作气体，调节N₂气压为0.4Pa、靶材与Zr合金基体之间的靶基距为5cm、基体偏压为-150V、基体温度为400℃，然后调节靶材溅射功率为160W，对Cr靶材进行溅射12h，得到沉积有CrN涂层的锆合金样品；

(5)去应力和矫正变形后处理

溅射结束后，停止通入N₂，所得样品在2.0×10^-4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h，即得完成对沉积有CrN涂层的锆合金样品的后处理。

实施例4

本实施例在Zr-4合金基体材料表面沉积CrN涂层采用的是超高真空多靶共溅射技术，所采用的Cr靶材纯度为99.99％，工作气体Ar纯度为99.999％，工作气体N₂纯度为99.999％，具体制备过程包括以下步骤：

(1)基体材料预处理

将Zr-4合金加工成边长为1cm、厚度为3mm的方片，用240目、600目、1000目、1500目、3000目水磨砂纸由粗到细依次打磨Zr-4合金基体，再使用抛光膏在金相抛光机上进行抛光处理，打磨光滑后，依次用丙酮和无水乙醇超声清洗15min，吹干待用。

(2)基体材料反溅射清洗

将预处理后的基体材料置于磁控溅射设备的真空炉腔内样品台上，将真空炉腔真空抽至1×10^-4Pa，然后通入Ar气，保持溅射气压为2Pa，控制偏压为-700V，对Zr-4合金基体进行反溅射清洗，清洗时间为15min。

(3)靶材预溅射

继续以Ar气作为工作气体，将溅射气压调至0.3Pa，对Cr靶材迅速起辉，关闭挡板，调节Cr靶材功率为50W，然后对Cr靶材进行预溅射，预溅射时间为15min。

(4)溅射CrN涂层

预溅射完毕后，停止通入Ar气，然后通入N₂气，以N₂气为工作气体，调节N₂气压为0.5Pa、靶材与Zr合金基体之间的靶基距为6cm、基体偏压为-60V、基体温度为300℃，然后调节靶材溅射功率为120W，对Cr靶材进行溅射12h，得到沉积有CrN涂层的锆合金样品；

(5)去应力和矫正变形后处理

溅射结束后，停止通入N₂，所得样品在6.0×10^-4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h，即得完成对沉积有CrN涂层的锆合金样品的后处理。

实施例5

本实施例在Zr-4合金基体材料表面沉积CrN涂层采用的是超高真空多靶共溅射技术，所采用的Cr靶材纯度为99.99％，工作气体Ar纯度为99.999％，工作气体N₂纯度为99.999％，具体制备过程包括以下步骤：

(1)基体材料预处理

将Zr-4合金加工成边长为1cm、厚度为3mm的方片，用240目、600目、1000目、1500目、3000目水磨砂纸由粗到细依次打磨Zr-4合金基体，再使用抛光膏在金相抛光机上进行抛光处理，打磨光滑后，依次用丙酮和无水乙醇超声清洗15min，吹干待用。

(2)基体材料反溅射清洗

将预处理后的基体材料置于磁控溅射设备的真空炉腔内样品台上，将真空炉腔真空抽至1×10^-4Pa，然后通入Ar气，保持溅射气压为2Pa，控制偏压为-700V，对Zr-4合金基体进行反溅射清洗，清洗时间为15min。

(3)靶材预溅射

继续以Ar气作为工作气体，将溅射气压调至0.5Pa，对Cr靶材迅速起辉，关闭挡板，调节Cr靶材功率为100W，然后对Cr靶材进行预溅射，预溅射时间为15min。

(4)溅射CrN涂层

预溅射完毕后，停止通入Ar气，然后通入N₂气，以N₂气为工作气体，调节N₂气压为0.6Pa、靶材与Zr合金基体之间的靶基距为7cm、基体偏压为-60V、基体温度为200℃，然后调节靶材溅射功率为140W，对Cr靶材进行溅射12h，得到沉积有CrN涂层的锆合金样品；

(5)去应力和矫正变形后处理

溅射结束后，停止通入N₂，所得样品在3.0×10^-4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h，即得完成对沉积有CrN涂层的锆合金样品的后处理。

Zr合金基体上沉积的CrN涂层结构和力学性能表征：

(1)结构、形貌表征

采用扫描电镜对实施例1-3制备得到的沉积在Zr合金基体的CrN涂层截面和表面微观形貌进行分析，分析结果如图1及图2所示，从图中可以看出，所制备的CrN涂层表面致密、连续，截面SEM图显示CrN涂层厚度均匀，厚度约分别为10.1μm、10.4μm、10.2μm。此外，从截面SEM图中还可以看出，当Zr合金基体所加偏压为0V，CrN涂层与Zr合金基体表面之间存在微小缝隙；当Zr合金基体所加偏压为-60V或-150V时，CrN涂层与Zr合金基体表面之间结合紧密。

(2)结合力强度

采用自动划痕测试仪对CrN涂层与Zr合金基体之间的结合强度进行估算。在线性动态增加载荷下进行划痕试验，同时采用扫描电子显微镜对划痕形貌进行观察，测试结果如图3所示。从图3可以看出，当调节Zr合金基体偏压为0V时，沉积在Zr合金基体表面的CrN涂层所负载压力超过27N时，出现声信号，且信号强度较高，表现出较大的波动，说明涂层与基体之间发生了强烈的反应，发生了剥离，表明CrN与Zr合金基体之间结合力较差(～27N)；当调节Zr合金基体偏压为-60V时，沉积在Zr合金基体表面的CrN涂层所负载压力超过30N时，才出现声信号，且信号较弱，直至所加负载压力达到约55N时，才出现比较强的声信号，表明CrN与Zr合金基体之间结合力较好(～55N)；当调节Zr合金基体偏压为-150V时，沉积在Zr合金基体表面的CrN涂层所负载压力超过28N时，才出现声信号，且声音信号强度较弱，直至所加负载压力达到约90N时，才出现比较强的声信号，表明CrN与Zr合金基体之间结合力优异(～90N)。从上述分析可以看出，当调节Zr合金基体偏压为-60V～-150V时，所制备的CrN涂层与Zr合金基体结合性能优异，这对涂层满足实际工程应用是至关重要的。

综上所述，采用磁控溅射在锆合金(Zr-4)制备的CrN涂层结合性能优异，且厚度达到10微米以上，对锆合金表面进行涂层改性提高锆合金事故容错性提供了新的研究方向和候选材料。

Claims (3)

1.一种核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）基体材料预处理：对Zr合金基体材料依次进行抛光和清洗；所述Zr合金基体材料为Zr-4合金；

（2）基体材料反溅射清洗：将预处理后的基体材料置于磁控溅射设备的真空炉腔内样品台上，并于真空不大于2×10^-4Pa条件下，采用偏压反溅射清洗；反溅射清洗条件为：反溅射气体为Ar，反溅射气压为2~3Pa，反溅射偏压为-700~-800V，反溅射时间为10~15min；

（3）靶材预溅射：在Ar气气氛下，对Cr靶材进行预溅射，以去除靶材表面的氧化物或吸附杂质；

（4）溅射CrN涂层：在N₂气氛下，于溅射气压为0.4~0.6Pa、偏压为-60~-150V、溅射功率为120~160W、沉积温度为200~400℃、靶基距为5~7cm条件下对Cr靶材进行溅射，至沉积于锆合金基体材料上的CrN涂层达到设定厚度，得到沉积有CrN涂层的锆合金样品，所述CrN涂层厚度大于10μm；

（5）去应力和矫正变形后处理：将步骤（4）得到的样品在不大于6.0×10^-4Pa真空条件下随真空炉自然冷却至100℃以下，随后关闭真空系统，并将样品在真空腔内静置10h以上，即得完成对沉积有CrN涂层的锆合金样品的后处理。

2.根据权利要求1所述核用锆合金表面CrN涂层的制备方法，其特征在于步骤（3）中，预溅射条件为：在Ar气气氛下，于预溅射气压为0.3~0.6Pa、预溅射功率为50~100W条件下，关闭挡板，对Cr靶材进行预溅射清洗，清洗时间为10~15min。

3.根据权利要求1或2所述方法制备得到的沉积有CrN涂层的核用锆合金产品。

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