Plasma Spraying of Alumina and Zirconia Nanoceramics

0022491 - ÚFP 2006 RIV CZ eng C - Konferenční příspěvek (zahraniční konf.)
Chráska, Tomáš - Neufuss, Karel - Nohava, Jiří - Dubský, Jiří
Plasma Spraying of Alumina and Zirconia Nanoceramics.
[Plazmové stříkání nanokeramiky - oxidu hlinitého a zirkoničitého.]
Proceedings. Brno, 2004 - (Šandera, P.), s. 85-90. ISBN 80-214-2793-0.
[Nano ’04 International Conference. Brno (CZ), 13.10.2004-15.10.2004]
Klíčová slova: nanoceramics * plasma spraying * coatings * heat treatment * alumina * zirconia
Kód oboru RIV: JH - Keramika, žáruvzdorné materiály a skla

A novel material has been plasma sprayed by water stabilized plasma torch (WSP®) in order to achieve nanocrystalline microstructure. The new material is composed of three main compounds, namely corundum (alpha Al2O3), baddeleyite (monoclinic ZrO2), and glassy phase (SiO2). The ratio of Al2O3 – ZrO2 compounds is close to that of their respective eutectic alloy. Both dense coatings and free standing parts were produced with the new material, which sprays very well by WSP®. Spraying parameters were varied and molten particles were monitored in flight. The coatings exhibit very low porosity and high hardness. The as-sprayed material is mostly amorphous with some nanocrystalline grains of aluminum and zirconium oxide present. The microstructure of the newly sprayed material was studied by electron microscopy (SEM, TEM) and was found to be very complex. Upon annealing, the as-sprayed material fully crystallizes at around 950ºC. Selected mechanical properties were measured as well.

Nový materiál byl plasmově stříkán pomocí vodou stabilizovaného plazmového hořáku (WSPR) za účelem dosažení nanokrystalické mikrostruktury. Nový materiál se skládá ze tří hlavních složek: korundu (alfa Al2O3), baddeleyite (monoklinický ZrO2) a skelné fáze (SiO2). Poměr složek Al2O3 - ZrO2 je blízko jejich vzájemné eutektické slitině. Nový materiál se pomocí WSP nanáší velmi dobře a bylo možno vytvořit jak silné vrstvy tak i samonosné části. Stříkací parametry byly měněny a zároveň se monitorovaly roztavené částice za letu. Nástřiky vykazují velmi nízkou pórovitost a vysokou tvrdost. Po nástřiku je materiál převážně amorfní s malými oblastmi nanokrystalických oxidů hliníku a zirkonia. Mikrostruktura nově stříkaného materiálu byla studována pomocí elektronové mikroskopie (SEM, TEM) a jeví se jako velmi komplexní. Nastříkaný materiál při žíhání plně krystalizuje při teplotě okolo 950oC. Dále byly změřeny vybrané mechanické vlastnosti.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0111226