Effect of APS process parameters on wear behaviour of alumina–titania coatings

Bounazef, Mokhtar; Guessasma, Sofiane; Montavon, Ghislain; Coddet, Christian

doi:10.1016/j.matlet.2004.02.026

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“…Many authors have worked on TiO 2 deposition by means of APS with the intention of utilizing its wear, corrosion, and erosion resistance (Ref [49][50][51]. They also dealt with application of this coating material as a photocatalyst and the special issues of loss of anatase phase and grain size growth.…”

Section: Photocatalytic Degradation Of Contaminantsmentioning

confidence: 99%

Milestones in Functional Titanium Dioxide Thermal Spray Coatings: A Review

Gardon

Guilemany

2014

J Therm Spray Tech

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Titanium dioxide has been the most investigated metal oxide due to its outstanding performance in a wide range of applications, chemical stability and low cost. Coating processes that can produce surfaces based on this material have been deeply studied. Nevertheless, the necessity of coating large areas by means of rapid manufacturing processes renders laboratory-scale techniques unsuitable, leading to a noteworthy interest from the thermal spray (TS) community in the development of significant intellectual property and a large number of scientific publications. This review unravels the relationship between titanium dioxide and TS technologies with the aim of providing detailed information related to the most significant achievements, lack of knowhow, and performance of TS TiO 2 functional coatings in photocatalytic, biomedical, and other applications. The influence of thermally activated techniques such as atmospheric plasma spray and high-velocity oxygen fuel spray on TiO 2 feedstock based on powders and suspensions is revised; the influence of spraying parameters on the microstructural and compositional changes and the final active behavior of the coating have been analyzed. Recent findings on titanium dioxide coatings deposited by cold gas spray and the capacity of this technology to prevent loss of the nanostructured anatase metastable phase are also reviewed.

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Section: Photocatalytic Degradation Of Contaminantsmentioning

confidence: 99%

Milestones in Functional Titanium Dioxide Thermal Spray Coatings: A Review

Gardon

Guilemany

2014

J Therm Spray Tech

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“…Powder grains are transported within a carrier gas at high temperature and high speed, injected into plasma jet. The melting powder is transferred to the substrate surface being coated and after impact; lamellar layer formation occurs [6][7][8]. Alumina (Al 2 O 3 ) and mixed alumina with titania are widely used in plasma sprayed as coating materials.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Characterization of Alumina-Titania Coatings Produced by Atmospheric Plasma Spraying on 304 SS Steel

2017

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The alumina-titania coatings produced by atmospheric plasma spraying are being developed for a wide variety of applications that require resistance to wear, erosion, cracking, and spallation. Consideration of parameters setting will develop reliable coatings with high performance properties for demanding coating application. Al2O3-3 wt% TiO2 was used as the main coating. Ni 20%Cr6Al powder was used as bond coat coating onto AISI 304 stainless steel substrate using Sulzer-Metco plasma spray system 9MC equipment. DOI: 10.12693/APhysPolA.132.538 PACS/topics: alumina-titania coatings, atmospheric plasma spraying, 304 stainless steel, process parameters, SEM, microstructure 1. Introduction Plasma-sprayed ceramic coatings are widely used for structural applications in order to improve resistances to wear, friction, corrosion, and oxidization [1,2]. In atmospheric plasma spraying (APS), one of many plasma spray methods [3], a coated layer is formed on a substrate surface by spraying melted powders onto a substrate at a high speed using a high-temperature plasma jet [4,5]. Powder grains are transported within a carrier gas at high temperature and high speed, injected into plasma jet. The melting powder is transferred to the substrate surface being coated and after impact; lamellar layer formation occurs [6][7][8]. Alumina (Al 2 O 3 ) and mixed alumina with titania are widely used in plasma sprayed as coating materials. The high hardness of alumina properties contributes to wear resistant coating and electrical insulation properties. Alumina is also highly thermal conductivity insulated for any substrate. Alumina with approximately 3 wt% titania is used extensively as wear resistance coating. The different coating microstructures and properties are depending on the spray technique, powder properties and spray parameters of the coating [9][10][11]. The coating conditions such as porosity, closed pores and unmelted particles are always the cause of defects in coatings. There are advanced tests or performance tests techniques of plasma sprayed ceramic coatings in order to determine the coating properties such as mechanical tests. A number of works for different purposes were also performed on different types of steel [12][13][14].In the present work, alumina-3 wt% titania coatings are deposited on AISI 304 stainless steel substrates with an intermediate bond coat of Ni20Cr6Al by atmospheric plasma spraying. The effects of the plasma variables setting such as the powder flow rate, current and standoff-distance on the microstructure and adhesion strength were investigated.

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“…Este parámetro se corresponde con la baja temperatura de proyección y alta velocidad de partículas en vuelo. Estas condiciones permiten obtener una buena adherencia el sustrato y un bajo nivel de tensiones después de la deposición [35,39,107]. …”

Section: 8comportamiento Tribológicounclassified

“…El espesor de estas columnas varía entre 100 nm y 100 m [39]. Las capas aplastadas de los recubrimientos obtenidos a partir del material submicrométrico pueden solidificarse sin formación de columnas, de manera más homogénea.…”

unclassified

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Desarrollo y caracterización de recubrimientos cerámicos nanoestructurados obtenidos mediante proyección por plasma atmosférico

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A mis abuelos Yuri Ivanovich y Lilia Macarovna. AGRADECIMIENTOSQuiero expresar mis más sinceros agradecimientos a mis directores de tesis, la Dra.María Dolores Salvador Moya y el Dr. Emilio Francisco Segovia López por guiarme en este trabajo, por su atención y por los conocimientos que me han transferido.Al Dr. Vicente Amigó Borrás, por haber seguido mis primeros pasos y haber proporcionado su estimable apoyo en todo momento.Asimismo quiero agradecer al gobierno de la Generalitat Valenciana por financiar mis estudios de doctorado y el periodo de investigación, así como por la ayuda de viaje para la estancia en el centro de investigación en el extranjero.Al Dr. Enrique Sánchez Viches y a los técnicos Emilie Bannier y Mónica Vicent del Instituto Cerámica de Castellón por la realización de los recubrimientos por ASP y por su enorme colaboración en la investigación.Al Dr. Eduardo Martínez Tamayo y a su equipo, del instituto de materiales de la Universidad de Valencia, por haber puesto a nuestra entera disposición los medios necesarios para poder avanzar en las investigaciones necesarias para la realización de la presente tesis doctoral. Ángeles, por su gran ayuda la hora de solucionar los apuros propios del día a día. RESUMENUna de las principales tareas de la ciencia de los materiales es la mejora de las propiedades mecánicas y tribológicas en las piezas de máquinas a través de la protección superficial. La utilización de los recubrimientos cerámicos en la industria permite el incremento en la fiabilidad de la maquinaria técnica existente, la reducción del coste de mantenimiento y la prolongación de su vida útil. Una de las tecnologías con mayor potencial en este campo es la proyección térmica de polvos. La disminución de la escala del tamaño de partícula de los polvos de partida para la fabricación del recubrimiento hasta niveles submicrométricos y nanométrico mejora significativamente su tenacidad, dureza y resistencia al desgaste.Existen muchas técnicas de proyección térmica, sin embargo, por numerosas causas la proyección de suspensiones por plasma SPS es la única técnica desarrollada hasta el momento que permite proyectar directamente las partículas en suspensión. Esta es una técnica versátil, fácilmente adaptada a la industria y de menor coste económico que permite obtener recubrimientos cerámicos de diferentes composiciones.En esta investigación se presenta un estudio de la microestructura y las propiedades mecánicas de los recubrimientos cerámicos de base alúmina-titania (87% Al 2 O 3 -13% TiO 2 ) obtenidos por la proyección de suspensiones por plasma atmosférico utilizando como material de partida polvos con tamaños de partícula submicrométrico y nanométrico. Se utilizaron dos métodos de proyección para obtener los recubrimientos, proyección por plasma atmosférico (APS) y proyección de suspensiones por plasma (SPS).Se ha conseguido obtener un recubrimiento que mantiene una microestructura a escala nanométrica solamente por el método de SPS. Se ha demostrado que las propiedades de los materiales estudiados ...

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Effect of APS process parameters on wear behaviour of alumina–titania coatings

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Characterization of Alumina-Titania Coatings Produced by Atmospheric Plasma Spraying on 304 SS Steel

Desarrollo y caracterización de recubrimientos cerámicos nanoestructurados obtenidos mediante proyección por plasma atmosférico

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