Plasma spraying of a novel material with amorphous and nanocrystalline microstructure

0026973 - ÚFP 2006 RIV CA eng C - Conference Paper (international conference)
Chráska, Tomáš - Neufuss, Karel - Dubský, Jiří - Nohava, Jiří - Oberste-Berghaus, J.
Plasma spraying of a novel material with amorphous and nanocrystalline microstructure.
[Plazmové stříkání nového keramického materiálu s amorfní a nanokrystalickou strukturou.]
Thermal Spray connects: Explore its surfacing potential! Düsseldorf: DVS-Verlag, Düsseldorf, 2005 - (Lugscheider, J.), s. 830-835
[International Thermal Spray Conference, ITSC 2005. Basel (CH), 2.5.2005-4.5.2005]
Keywords : nanocrystalline ceramics * plasma spraying * heat treatment * abrasion
Subject RIV: JH - Ceramics, Fire-Resistant Materials and Glass

A novel material has been used for plasma spraying by WSP®. The material is composed of three main phases, namely corundum (Al2O3), baddeleyite (ZrO2), and glassy phase (SiO2). The material is a refractory and exhibits very high hardness, high abrasion resistance, and chemical resistance. Conventionally, the material is fabricated by melt casting and machining. Cast tiles of the material were ground and sieved to obtain the right powder cut size for plasma spraying by water stabilized plasma torch (WSP®). Both dense coatings and free standing parts were successfully produced from the new material by WSP®. Spraying parameters were varied and molten particles were monitored in flight by DPV 2000. The coatings exhibit very low porosity and high hardness. The as-sprayed material is mostly amorphous. The phase composition of the as-sprayed material is thus different from that of the feedstock material, which is mostly crystalline with a small fraction of amorphous silica glass.

Nový materiál byl použit pro plazmového stříkání pomocí vodou stabilizovaného plazmového hořáku (WSP®). Tento materiál se skládá ze tří hlavních složek, jmenovitě korundu (Al2O3), baddeleyitu (ZrO2) a skelné fáze (SiO2). Materiál je žáruvzdorný a vykazuje velmi vysokou tvrdost, vysokou abrazní a chemickou odolnost. Při konvenčním zpracování se materiál odlévá a obrábí. Pro získání správné velikosti prášku pro plazmové stříkání pomocí WSP® byly odlité dlaždice semlety a prosety. Z nového materiálu se podařilo pomocí WSP® úspěšně nastříkat jak povlaky tak samonosné prvky. Měnily se stříkací parametry a roztavené částice byly za letu monitorovány pomocí DPV 2000. Nástřiky vykazují velmi nízkou porositu a vysokou tvrdost. Nastříkaný materiál je převážně amorfní. Fázové složení nastříkaného materiálu je tedy odlišné podávaného prášku, který je převážně krystalický s malým množstvím amorfního křemíkového skla.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0117116