마그네슘 표면 플라즈마 스프레이의 나노 AL2O3 + TiO2 기술

97 % Al2O3 + 3 % TiO2.플라즈마 스프레이에 의해 AZ91D 마그네슘 합금의 표면에 나노 세라믹 층을 분사 하였다. 세라믹 입자 크기는 150nm 및 120nm이고 코팅 두께는 50μm ~ 100μm였다. 열효율 ηq은 약 65 %였다. 샘플의 표면은 분무하기 전에 스프레이 거리가 60mm ~ 80mm, 플라즈마 화염 유동 축과 공작물 표면은 45 ° ~ 60 ° 각도이며, 분말 공급 가스의 N2의 유량은 0.5입니다. m3 / h, 분말 공급 속도는 1kg / h ~ 1.5kg / h이다. 코팅 후, 코팅층의 경도 시험, SEM (주사 전자 현미경) 및 XRD (X 선 회절), 코팅 및 기질의 접합 강도 및 내식성 시험을 실시 하였다.

미세 구조 분석

나노 - 세라믹의 분말 입자의 분포는 균일하지만 여전히 응집 된 입자가 있습니다. 분말의 97 %는 α-Al2O3 및 3 % 루틸 - TiO2와 같은 3 % 루틸로 구성되었다. 코팅은 고온 입자 및 고화 된 입자의 접착으로 인해 코팅이 많은 입자로 구성되므로 표면이 매우 거친 것입니다.

AZ91D 합금 매트릭스의 낮은 융점으로 인해, 고온 플라즈마 세라믹 입자에 의해 영향을받을 때 매트릭스 표면의 일부가 녹일 것이다. XRD 및 SEM 분석은 코팅 중의 기둥 형 γ-Al2O3 및 등자형 나노 -α-Al2O3 입자가 있다는 것을 보여 주었다. γ-Al2O3은 형성 공정 중의 열 흐름 방향을 따라 증가하기 때문에, 미끄럼 α-Al2O3 입자는 플라즈마 열 분사 공정 동안 냉각에 의해 야기된다. 이 구조는 분사 된 나노 미터 층의 기계적 성질의 향상에 도움이된다. 알루미나와 산화 티탄의 접촉 면적은 열 분무 중에 크고 완전히 고체가 크고 완전히 고체이기 때문에 XRD 스펙트럼에는 TiO2가 없습니다. 그들의 상호 고용체로 인해, 코팅 강도의 리프팅에 도움이되는 칼럼 층간 결합력이 향상된다.

이는 열 분사 중 고온 세라믹 입자로 충격에 달한 마그네슘 합금 표면의 계면 반응에 의해 형성되는 XRD 스펙트럼에 소량의 MgO가 존재하는 것으로 밝혀졌다. MgO의 형성은 Al2O3 곡물의 성장을 효과적으로 억제 할 수 있고, 정제 된 Al2O3는 코팅 강도의 향상에 유리하다. 한편, 세라믹과 마그네슘 합금 매트릭스 사이의 윤활을 강화하고 인터페이스에서 스트레스 분포를 조정할 수 있습니다.

코팅 성능

경도:

AZ91D 합금에 97 % Al2O3 + 3 % TiO2 나노 세라믹을 분사 한 후 세라믹 층의 경도는 종래의 세라믹 층 HV750 ~ HV800의 경도보다 높은 HV950 ~ HV 980이다. 코팅에는 많은 등형 나노 미터 α-Al2O3이 많기 때문입니다.

바인딩 강도 :

ASTM C633에 따르면, 코팅의 접착 강도는 19MPa ~ 22.5MPa이고, 종래의 플라즈마 분사 된 세라믹 코팅의 경우는 16MPa이다. 전자는 후자보다 18.75 % ~ 40.63 % 높습니다.

코팅의 내식성 :

GB6458-1986의 표준에 따르면, 과학자들은 플라즈마에 의해 표면 상에 나노 세라믹 코팅을 분사하고, 밀봉 된 샘플을 72 시간 동안 중성 염수 스프레이 테스트를 받았다. 표면은 녹 반점없이 손상되지 않았습니다.