Improvement of mechanical properties of Alumina and Zirconia plasma sprayed coatings induced by laser after-treatment

0025702 - ÚFP 2006 RIV DE eng C - Conference Paper (international conference)
Ctibor, Pavel - Nohava, Jiří - Karovičová, I. - Chráska, Pavel - Tuominen, J. - Vuoristo, P.
Improvement of mechanical properties of Alumina and Zirconia plasma sprayed coatings induced by laser after-treatment.
[Zlepšení mechanických vlastností plazmových nástřiků oxidů hlinitého a zirkoničitého dosažené pomocí dodatečného ovlivnění laserem.]
Proceedings of International Thermal Spray Conference 2005. Dusseldorf: DVS-Verlag, Dusseldorf, 2005 - (Lugscheider, E.), s. 1033-1038. ISBN 3-87155-793-5.
[International Thermal Spray Conference 2005. Basilej (CH), 02.05.2005-04.05.2005]
R&D Projects: GA AV ČR KSK1010104
Keywords : Mechanical properties * Alumina * Zirconia * plasma spraying * laser after-treatment
Subject RIV: JH - Ceramics, Fire-Resistant Materials and Glass

Alumina and stabilized Zirconia were plasma sprayed in air using the water-stabilized plasma torch. In the case of Alumina two different stand-off distances were applied at spraying. Nd-YAG laser was then used for additional treatment of plasma sprayed coatings. The laser was maintained in a quasi-continual regime and defocused from the surface to increase the treated coating's area. Energy density was varied together with the laser scanning velocity to ensure variance in thermal history of the treated surfaces. Microhardness, surface roughness and slurry abrasion resistance (SAR) were measured before and after the laser treatment. Results vary in dependence on the laser treatment's parameters. When the treatment results in substantial changes of the structure (up to a complete re-melting of the surface), enhancement of all measured properties was proven.

Oxid hlinitý a oxid zirkoničitý byly plazmově nastříkány pomocí WSP zařízení. V případě oxidu hlinitého byly navíc použity dvě různé stříkací vzdálenosti. Poté byly nástřiky povrchově ovlivněny Nd-YAG laserem rozostřeným tak, aby plocha se zvětšila ovlivněná plocha za jednotku času. Laser byl apikován za různých hustot energie a poté byly vzorky studovány z hlediska změn mikrotvrdosti, drsnosti povrchu a odolnosti proti otěru. Bylo ukázáno, jak souvisí míra změn (mikrostruktury a sledovaných vlastností) vyvolaných laserem s optickými vlastnostmi povrchu surového nástřiku při vlnové délce použitého laseru. Byla nalezena rozmezí hustot energie vedoucí k žádoucím změnám a ukázáno, jak jejich překročení vede k nežádoucím změnám daným přehřátím materiálu.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0116066