Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính Chất Cơ Học Của Các Lớp Phủ ZrO2 Được Ổn Định Bởi Yttrium Và Cerium Thu Được Bằng Phương Pháp Phun Plasma Huyền Phù
Tóm tắt
Plasma được tạo ra bởi ngọn đuốc SG-100 đã được áp dụng để phun huyền phù được chuẩn bị bằng sự kết hợp của ZrO2 + 8 wt.% Y2O3 (8YSZ) và ZrO2 + 24 wt.% CeO2 + 2.5 wt.% Y2O3 (24CeYSZ) như các pha rắn. Các huyền phù được chuẩn bị với tỉ lệ 20 wt.% pha rắn, 40 wt.% nước và 40 wt.% ethanol. Các tham số phun plasma đã được tối ưu hóa bằng cách giữ cố định: (a) công suất điện 40 kW và (b) thành phần khí làm việc là 45 slpm cho Ar và 5 slpm cho H2. Mặt khác, khoảng cách phun được thay đổi từ 40 đến 60 mm và tốc độ tuyến tính của ngọn đuốc được điều chỉnh từ 300 đến 500 mm/s. Các lớp phủ được phun lên các bề mặt thép không gỉ, và độ dày của chúng nằm trong khoảng từ 70 đến 110 μm. Cấu trúc vi mô của lớp phủ đã được phân tích bằng kính hiển vi điện tử quét. Các tính chất cơ học đã được thử nghiệm bằng các phương pháp khác nhau bao gồm thử nghiệm lõm và thử nghiệm trầy xước. Thử nghiệm lõm, được thực hiện với các tải trọng khác nhau từ 100 đến 10,000 mN, đã cho phép xác định mô đun đàn hồi và độ cứng Martens. Mô đun Young của các lớp phủ nằm trong khoảng 71-107 GPa cho lớp phủ 8YSZ và 68-130 GPa cho lớp phủ 24CeYSZ. Thử nghiệm trầy xước đã cho phép tác giả tìm ra độ cứng vĩ mô khi bị trầy xước.
Từ khóa
#Plasma #Phun huyền phù #Tính chất cơ học #Lớp phủ zirconia #Mô đun Young #Độ cứng MartensTài liệu tham khảo
L. Pawłowski, Suspension and Solution Thermal Spray Coatings, Surf. Coat. Technol., 2009, 203(1), p 2807-2829
P. Fauchais and G. Montavon, Latest Developments in Suspension and Liquid Precursor Thermal Spraying, J. Therm. Spray Technol., 2010, 19(1-2), p 226-239
R. Jaworski, L. Pawłowski, F. Roudet, S. Kozerski, and A. Le Maguer, Influence of Suspension Plasma Spraying Process Parameters on TiO2 Coatings Microstructure, J. Therm. Spray Technol., 2008, 71(1), p 73-81
L. Łatka, S.B. Goryachev, S. Kozerski, and L. Pawłowski, Sintering of Fine Particles in Suspension Plasma Sprayed Coatings, Materials, 2010, 3(7), p 845-866
R. Vaßen, H. Kaßner, G. Mauer, and D. Stöver, Suspension Plasma Spraying: Process Development and Applications, Thermal Spray 2009: Proc. International Thermal Spray Conference, B.R. Marple, M.M. Hyland, Y.C. Lau, C.-J. Li, R.S. Lima, and G. Montavon, Ed., ASM International, Materials Park, OH, 2009, p 162-167
D. Waldbillig and O. Kesler, Effect of Suspension Plasma Spraying Process Parameters on YSZ Coating Microstructure and Permeability, Surf. Coat. Technol., 2011, 205(23-24), p 5483-5492
R. Vert, D. Chicot, C. Dublanche-Tixier, E. Meillot, A. Vardelle, and G. Mariaux, Adhesion of YSZ Suspension Plasma-Sprayed Coating on Smooth and Thin Substrates, Surf. Coat. Technol., 2010, 205, p 999-1003
R. Vert, D. Chicot, X. Decoopman, I.C. Gruescu, E. Meillot, A. Vardelle, and G. Mariaux, Adhesive and Cohesive Properties of Nanostructured ZrO2 Coatings by the Original Vickers Indentation Cracking Technique, Thin Solid Films, 2011, 519, p 7789-7795
L. Łatka, L. Pawłowski, D. Chicot, C. Pierlot, and F. Petit, Mechanical Properties of Suspension Plasma Sprayed Hydroxyapatite Coatings Submitted to Simulated Body Fluid, Surf. Coat. Technol., 2010, 205, p 954-960
J.A. Williams, Analytical Models of Scratch Hardness, Tribology Int., 1996, 29(8), p 675-694
W.C. Oliver and G.M. Pharr, An Improved Technique for Determining Hardness and Elastic Moduli Using Load and Displacement Sensing Indentation Experiments, J. Mater. Res., 1992, 7, p 1564-1583
D. Chicot, Hardness Length-Scale Factor to Model Nano- and Micro-Indentation Size Effects, Mater. Sci. Eng. A, 2009, 499, p 454-461
L. Łatka, D. Chicot, A. Cattini, L. Pawłowski, and A. Ambroziak, Modeling of Elastic Modulus and Hardness Determination by Indentation of Porous Yttria Stabilized Zirconia Coatings, Surf. Coat. Technol., 2012, available online ahead of print. DOI:10.1016/j.surfcoat2012.07.025
L. Łatka, A. Cattini, L. Pawłowski, S. Valette, J.P. Lecompte, R. Kumar, and A. Denoirjean, Thermal Diffusivity and Conductivity of Yttria Stabilized Zirconia Coatings Obtained by Suspension Plasma Spraying, Surf. Coat. Technol., 2012, 208, p 87-91
S. Kozerski, L. Łatka, L. Pawłowski, F. Cernuschi, F. Petit, C. Pierlot, H. Podlesak, and J.-P. Laval, Preliminary Study on Suspension Plasma Sprayed ZrO2 + 8 wt% Y2O3 Coatings, J. Eur. Ceram. Soc., 2011, 31, p 2089-2098
M. Alfano, G. Di Girolamo, L. Pagnotta, and D. Sun, Processing Microstructure and Mechanical Properties of Air Plasma-Sprayed Ceria-Yttria Co-Stabilized Zirconia Coatings, Strain, 2010, 46, p 409-418