Karakterizacija prevlake cirkonijum oksida stabilizovanog cerijum i itrijum oksidom deponovane na veznoj prevlaci nikl hrom aluminijum kobalt itrijum oksid

Autori

  • Mihailo Mrdak University of Belgrade, Faculty of Technology and Metallurgy, Innovation Center, Serbia Autor
  • Časlav Lačnjevac University of Belgrade, Faculty of Agriculture, Serbia Autor
  • Darko Bajić University of Montenegro, Faculty of Mechanical Engineering, Podgorica, Montenegro Autor

DOI:

https://doi.org/10.5937/zasmat2301005M

Ključne reči:

Atmosferski plazma spreing (APS), mikrostrukture, interfejs, mikrotvrdoće, čvrstoća spoja

Apstrakt

Cirkonijum dioksid ZrO2 se koristi kao osnovni materijal za izradu termalnih barijera i kao biomaterijal za izradu delova implanata kuka u ortopedskoj hirurgiji i u stomatologiji za izradu kruna. Korišćenje ZrO2 keramičke kao izolacionog i biomaterijala je njena dobra hemijska i dimenzionalna stabilnost, mehanička čvrstoća, žilavost i modul elastičnosti. Cilj rada bio je da se analiziraju karakteristike prevlake cirkonijum oksida stabilizovanog cerijum i itrijum oksidom deponovane plazma sprej (APS) postupkom na veznoj prevlaci nikl hrom aluminijum kobalt itrijum oksid. Prevlake su deponovane na hladnim substratima i na predgrejanim substratima na temperaturi 180 °C. Za izradu veznih slojeva primenjen je kompozitni prah nikl hrom/aluminijum/kobalt/itrijum oksid, a za izradu keramičkih slojeva prah cirkonijum oksida stabilizovanog cerijum i itrijum oksidom. Ispitivanje kvaliteta prevlaka je urađena merenjem mikrotvrdoće slojeva metodom HVi zatezne čvrstoće spoja sistema prevlaka ispitivanjem na zatezanje. Metalografska procena udela pora u veznim i keramičkim slojevima je urađena image analizom - obradom slika sa svetlosnog mikroskopa. Morfologije čestica prahova i EDS analiza je urađena na SEM-u. Dobijeni rezultati potvrđuju da temperatura predgrevanja substrata ima bitan uticaj na strukturno mehanička svojstva testiranih sistema prevlaka.

Reference

(2008) Standard test method for adhesion or cohesion strength of thermal spray coatings. ASTM C633-1; Reapproved

Drouin, J.M., Cales, B., Chevalier, J., Fantozzi, G. (1997) Fatigue behavior of zirconia hip joint heads: Experimental results and finite element analysis.Journal of Biomedical Materials Research, 34(2): 149-155

https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4636(199702)34:2<149::AID-JBM2>3.0.CO;2-Q

Gong, W., Li, R., Li, Y., Sun, D., Wang, W. (2013) Stabilization and corrosion resistance under hightemperature of nanostructured CeO2/ZrO2-Y2O3 thermal barrier coating.Acta Metallurgica Sinica, 49(5): 593-598

https://doi.org/10.3724/SP.J.1037.2012.00702

Material Product Data Sheet (2015) Metco 205NS, ceria-yttria Stabilized zirconium oxide HOSP powder, DSMTS-0038.1 -CeO2-Y2O3-ZrO2 HOSP powder. Oerlikon Metco

Materialproductdatasheet (2014) Metco 461NS, nickel-chromium-aluminum-cobalt-yttria composite powder, DSMTS-0096.2 -NiCrAlCoYO composite powder. Oerlikon Metco

Mrdak, M. (2003) Uticaj parametara plazma depozicije na kvalitet termalnih barijera sa povišenom otpornošću na termociklični zamor. Novi Sad, Doktorska disertacija

Mrdak, M., Lačnjevac, Č., Rakin, M., Bajić, N. (2019) Karakterizacija plazma sprej bioinertne prevlake Al2O328tež.%MgO.Zaštita materijala, 60(1): 44-49

https://doi.org/10.5937/zasmat1901044M

Mrdak, M.R., Vencl, A., Nedeljkovic, B.D., Stanković, M. (2013) Influence of plasma spraying parameters on properties of thermal barrier coatings.Materials Science and Technology, 29(5): 559-567

https://doi.org/10.1179/1743284712Y.0000000193

Mrdak, M.R. (2016) Plazma sprej procesi i svojstva zaštitnih prevlaka. Beograd, knjiga

Mrdak, M.R. (2021) Savremene višenamenske plazma sprej prevlake. Beograd, monografija

Mrdak, M., Rakin, M., Medjo, B., Bajić, N. (2015) Experimental study of insulating properties and behaviour of thermal barrier coating systems in thermo cyclic conditions.Materials & Design, 67: 337-343

https://doi.org/10.1016/j.matdes.2014.11.029

Mrdak, M., Lačnjevac, Č., Rakin, M., Janaćković, Đ., Veljić, D., Bajić, D. (2021) Characterisation of biocompatible layers of ZrO28%Y2O used in combination with other ceramics to modify the surface of implants.Zaštita materijala, vol. 62, br. 4, str. 262-268

https://doi.org/10.5937/zasmat2104262M

Mrdak, M., Lačnjevac, Č., Rakin, M., Janaćković, Đ., Veljić, D., Bajić, D. (2021) Characterization of deposited plasma spray NiCrAlCoY2O3 coating layers on AlMg1 alloy substrates.Zaštita materijala, vol. 62, br. 1, str. 34-40

https://doi.org/10.5937/zasmat2101034M

Mrdak, M.R. (2017) Mechanical properties and the microstructure of the plasma-sprayed ZrO2Y2O3 / ZrO2Y2O3CoNiCrAIY/ CoNiCrAIY coating.Vojnotehnički glasnik / Military Technical Courier, 65(1): 30-44

https://doi.org/10.5937/vojtehg65-10586

Thibblin, A., Jonsson, S., Olofsson, U. (2018) Influence of microstructure on thermal cycling lifetime and thermal insulation properties of yttria-stabilized zirconia thermal barrier coatings for diesel engine applications.Surface and Coatings Technology, 350: 1-11

https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.07.005

Vencl, A., Arostegui, S., Favaro, G., Zivic, F., Mrdak, M., Mitrović, S., Popovic, V. (2011) Evaluation of adhesion/cohesion bond strength of the thick plasma spray coatings by scratch testing on coatings cross-sections.Tribology International, 44(11): 1281-1288

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2011.04.002

Vencl, A., Mrdak, M. (2019) Thermal cycling behavior of plasma sprayed NiCr-Al-Co-Y2O3 bond coat in thermal barrier coating system.Thermal Science, 23(6B): 3985-3992

https://doi.org/10.2298/TSCI180302374V

##submission.downloads##

Objavljeno

2023-03-15

Broj časopisa

Rubrika

Articles