Nano AL2O3 + TIO2 Magnezyum Yüzey Plazma Püskürtme Teknolojisi

% 97 AL2O3 + 3% TIO2Nano-seramik tabaka, Plazma püskürtme ile AZ91D magnezyum alaşımının yüzeyine püskürtüldü. Seramik parçacık büyüklüğü 150nm ve 120nm idi ve kaplama kalınlığı 50μm ~ 100μm idi. Termal verimlilik ηq yaklaşık% 65 idi. Numunenin yüzeyi püskürtmeden önce 100 ℃ değerine göre ısıtılır, püskürtme mesafesi 60mm ~ 80mm, plazma alev akış ekseni ve iş parçası yüzeyi 45 ° ~ 60 ° açıyla, toz besleme gazının N2'nin akış hızı 0.5'tir. M3 / H ve toz besleme hızı 1kg / s ~ 1.5kg / s'dir. Kaplama sonrası, sertlik testi, SEM (tarama elektron mikroskobu) ve XRD (X-ışını kırınımı) kaplama tabakasının, yapıştırma dayanımı ve korozyon direnci kaplama ve substratın analizi yapıldıktan sonra gerçekleştirildi.

Mikroyapöz analizi

Tozlanmış nano-seramik parçacıklarının dağılımı oldukça düzgündür, ancak yine de yıpranmış parçacıklar vardır. Tozun% 97'si TIO2 gibi a-al2O3 ve% 3 rutilden oluşuyordu. Kaplama, yüksek sıcaklıktaki parçacıkların yapışması ve katılaşmış parçacıkların yapışması nedeniyle bir lamel tabakasıdır, böylece kaplama birçok parçacıktan oluşur, yüzey oldukça zordur.

AZ91D alaşımlı matrisin düşük erime noktası nedeniyle, matris yüzeyinin bir kısmı yüksek sıcaklık plazma seramik parçacıkları ile etkilendiğinde eriyecektir. XRD ve SEM analizi, kaplamada sütunlu γ-al2O3 ve eşkenlenmiş nano-a-al2o3 parçacıkları olduğunu gösterdi. Çünkü γ-al2O3, formasyon işlemi sırasında ısı akışı yönü boyunca büyür, zeki a-al2O3 partikülleri plazma termal püskürtme işlemi sırasında soğutulmasından kaynaklanır. Bu yapı, püskürtülen nanometre katmanının mekanik özelliklerinin iyileştirilmesine faydalıdır. XRD spektrumunda TiO2 yoktur, çünkü alümina ve titanyum oksit temas alanı, termal püskürtme sırasında çözündürülmesidir. Karşılıklı katı çözelti sayesinde, sütunlu ara katman bağlama kuvveti, kaplama dayanımının kaldırılmasına elverişlidir.

Termal püskürtme sırasında yüksek sıcaklıkta seramik partiküllerden etkilenen magnezyum alaşımlı yüzeyinin arayüz reaksiyonu ile oluşturulan XRD spektrumlarında az miktarda MGO var olduğu bulunmuştur. MGO oluşumu, AL2O3 tanelerinin büyümesini etkili bir şekilde sınırlandırabilir ve rafine edilmiş AL2O3, kaplama dayanımının iyileştirilmesine faydalıdır. Bu arada, seramik ve magnezyum alaşımlı matris arasındaki yağlamayı da güçlendirebilir ve arayüzdeki stresin dağılımını ayarlayabilir.

Kaplama performansı

Sertlik:

Plazma püskürten sonra% 97 al2O3 + 3% Ti02 nano-seramik AZ91D alaşımında, seramik tabakanın sertliği, geleneksel seramik tabakanın HV750 ~ HV800'ten daha yüksek olan HV950 ~ HV 980'dir. Çünkü kaplamada çok sayıda eşit nanometre α-AL2O3 var.

Bağlama dayanımı:

ASTM C633'e göre, kaplamanın yapıştırma mukavemeti 19MPa ~ 22.5mpa, geleneksel plazma püskürtülmüş seramik kaplamanın sadece 16mpa'dır. Eski, ikincisinden% 18.75 ~% 40.63 daha yüksektir.

Kaplamaların korozyon direnci:

GB6458-1986 standardına göre, bilim adamları yüzeydeki nano-seramik kaplamayı plazma ile püskürttü ve sızdırmaz numuneler, 72 saat boyunca nötr tuz sprey testine tabi tutuldu. Yüzey pas lekeleri olmadan sağlamdı.