Preliminary study on suspension plasma sprayed ZrO2+8wt.% Y2O3 coatings

Kozerski, Stefan; Łatka, Leszek; Pawłowski, Lech; Cernuschi, F.; Petit, Fabrice; Pierlot, Christel; Podlesak, H.; Laval, J.P.

doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2011.05.014

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“…Figure 2 shows the cross-sectional SEM images of the as-sprayed coatings obtained from Yn, Ys and Ysn feedstocks at the three spraying distances tested (in the case of the Yn sample the longest spraying distance was not realised). As reported elsewhere all the micrographs reveal two-zones microstructure, named as (I) molten melted and (II) sintered grains areas [11,15], which are displayed on the micrographs. For the sake of distinguishing porosity is also marked P in the micrographs.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 69%

“…As a consequence the final microstructure largely depends on the characteristics of the suspension feedstock and plasma spraying conditions. As set out in the literature the heat flux significantly increases as the standoff distance diminishes giving rise to an enhanced cohesion and density in the coating [14][15][16]. As observed in figure 2, areas named II are clearly visible in all the coatings meanwhile the amount of these areas for a given feedstock seems to increase with the spraying distance.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 54%

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Effect of particle size distribution of suspension feedstock on the microstructure and mechanical properties of suspension plasma spraying YSZ coatings

Carpio

Bannier

Salvador

et al. 2015

Surface and Coatings Technology

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Estimation of the length of the manuscript (the pages of the manuscript should be numbered) Number of words Please fill outPlease fill out Length of the text 1) (using "word count") 3716 Number of Tables 1 × 150 3) Total number of words: 4000 words for a contributed paper (oral and posters), 8000 words for an invited paper and plenary paper. Manuscripts exceeding these word limits will not be considered for publication in the Proceedings volume. These too long papers could be submitted to the Editor of the journal for publication as regular papers. AbstractIn this work, aqueous suspensions feedstocks with different particle size distribution from submicron-and nano-sized YSZ powders were prepared. A previous colloidal characterisation allowed concentrated suspensions (~40 wt%) to be prepared. These suspensions were then successfully deposited by suspension plasma spraying (SPS) onto stainless steel substrates at different spraying distances. Coatings were characterised in terms of microstructure and mechanical properties (hardness and elastic modulus) by nanoindentation.All coatings displayed a two-zones microstructure formed by partially molten melted areas containing nanometer or submicrometer-sized particles surrounded by fully molten melted areas. These partially molten melted areas strongly increased as standoff distance lengthened. Mechanical properties worsened with spraying distance increase.The finer the feedstock particle size the more the spraying distance effect was. A clear correlation between mechanical properties and amount of partially molten melted areas has been proved. Thus the use of a mixture of nano/submicron-sized particles as a SPS feedstock can represent a good balance between suspension processability and final coating performance.

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Section: Resultssupporting

confidence: 69%

Section: Resultsmentioning

confidence: 54%

Effect of particle size distribution of suspension feedstock on the microstructure and mechanical properties of suspension plasma spraying YSZ coatings

Carpio

Bannier

Salvador

et al. 2015

Surface and Coatings Technology

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“…Sin embargo, la cantidad de artículos que tratan el estudio de la técnica de nanoindentación para caracterizar capas de SPS es muy escasa [3][4][5][6]8]. De los más importantes, Wang et al [13] y Pawłowski et al [14] han investigado la estructura y las propiedades mecánicas por indentación de un recubrimiento de YSZ obtenido por SPS a partir de un polvo nanoestructurado. En ambos estudios los recubrimientos mostraron una estructura bimodal formada por partículas nanométricas rodeadas por lamelas completamente fundidas, lo que causó una distribución bimodal de las propiedades (dureza y módulo de elasticidad).…”

Section: Introductionunclassified

Estudio de la estructura y las propiedades mecánicas en un recubrimiento de circona estabilizada con 8% en mol de itria elaborado por proyección térmica por plasma a partir de suspensiones

et al. 2016

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Estudio de la estructura y las propiedades mecánicas en un recubrimiento de circona estabilizada con 8% en mol de itria elaborado por proyección térmica por plasma a partir de suspensiones Study of the structure and mechanical properties in 8 mol% yttria-stabilized zirconia coating manufactured by suspension plasma spraying RESUMENEl estudio de recubrimientos nanoestructurados fabricados mediante proyección térmica ha generado un gran interés en las últimas dos décadas debido a su considerable mejora en sus propiedades sobre todo en las propiedades físicas y mecánicas. Esta mejora resulta de reducir los tamaños de grano de su materia prima a escalas de 100 a 1000 veces más bajas comparadas con los recubrimientos convencionales microestructurados. Así, estos recubrimientos con estructuras a nivel nano y/o submicrométrica están empezando a ser usados en la industria gracias a sus sobresalientes propiedades y es fundamental el estudio de sus propiedades mecáni-cas para determinadas aplicaciones. En la actualidad, la indentación es la principal técnica de caracterización de recubrimientos y películas delgadas, a pesar de estar altamente influenciada por los defectos propios del recubrimiento en la vecindad de la indentación. La nanoindentación y la microindentación se presentan como la mejor opción para evaluar el comportamiento mecánico de estos recubrimientos nanoestructurados. Por esta razón, en este trabajo se analizó el efecto de la estructura de un recubrimiento de circona estabilizada con 8% en mol de itria (8YSZ) elaborado por proyección térmica por plasma a partir de suspensiones nanométri-cas (SPS) y su relación con sus propiedades mecánicas (dureza y módulo de elasticidad) medidas por las técnicas de nanoindentación y microindentación. El análisis de la estructura de la sección transversal mostró que el recubrimiento exhibe una estructura bimodal, la cual está compuesta por una zona con partículas nanométricas semifundidas (ZS) y lamelas con mayor grado de fusión (ZF). Los ensayos de nanoindentación mostraron una distribución de Weibull bimodal de sus propiedades mecánicas, la cual característica de este tipo de recubrimientos; mientras que la dureza (HV) y el módulo de elasticidad evaluados por microindentación, presentaron una distribución monomodal. Estos resultados de microindentación estuvieron influenciados por el área de contacto en las zonas indentadas en la estructura bimodal del recubrimiento. Palabras clave:Recubrimiento por plasma a partir de suspensiones (SPS), estructura, indentación, Distribución Weibull, recubrimiento 8YSZ. ABSTRACTThe study of nanostructured coatings manufactured by thermal spraying has generated a great interest in the last two decades due to their considerable improved properties especially in the physical and mechanical properties. This improvement is to reduce grain sizes of their raw materials at scales of 100-1000 times lower compared to conventional coatings (microstructured). Thus, these coatings structured at the nano and sub micrometric scale start to be used i...

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“…As torch power is increased, denser coatings with improved inter-splat adhesion are produced, and there is also higher heat flux from the plasma to the coating and substrate during deposition. Such factors have previously been shown to promote the formation of segmentation cracks in SPS coatings [36,41,43]. These segmentation cracks provide stress relief in the coatings, resulting in residual stresses levels in the electrolytes that are smaller than the tensile fracture strength of w200 MPa or bending fracture strength of w350 MPa of free standing 8 mol% YSZ [44].…”

Section: Influence Of Torch Power and Stand-off Distance On Residual mentioning

confidence: 99%

Residual stresses in suspension plasma sprayed electrolytes in metal-supported solid oxide fuel cell half cells

Macwan

Chen

Marr

et al. 2013

Journal of Power Sources

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Preliminary study on suspension plasma sprayed ZrO2+8wt.% Y2O3 coatings

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Effect of particle size distribution of suspension feedstock on the microstructure and mechanical properties of suspension plasma spraying YSZ coatings

Effect of particle size distribution of suspension feedstock on the microstructure and mechanical properties of suspension plasma spraying YSZ coatings

Estudio de la estructura y las propiedades mecánicas en un recubrimiento de circona estabilizada con 8% en mol de itria elaborado por proyección térmica por plasma a partir de suspensiones

Residual stresses in suspension plasma sprayed electrolytes in metal-supported solid oxide fuel cell half cells

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