بررسی تاثیر افزودن نانوذرات اکسید آلومینیوم بر ریزساختار و رفتار اکسیداسیون دمای بالا پوشش mcraly ایجاد شده توسط فرایند hvof

در این تحقیق، پودر خالص conicraly و کامپوزیتی conicraly-2, 4 wt% al2o3 توسط فرایند hvof روی زیرلایه‌هایی از جنس سوپر آلیاژ پایه نیکل in738 پوشش‌دهی شدند. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از روش محلولی برپایه آب و چسب پلی وینل الکل به منظور توزیع نانوذرات اکسید روی ذرات میکرونی conicraly تولید شدند. آزمایش اکسیداسیون در دمای ℃1050 و زمان‌های 50، 100، 150 و 200 ساعت در هوای ساکن روی پوشش‌ها انجام شد. ریزساختار و ترکیب فازی پوشش‌ها قبل و بعد از آزمایش اکسیداسیون توسط sem و xrd بررسی شدند. نتایج نشان دادند که نانوذرات با توزیع نسبتا یکتواخت در اطراف پودرها و ریزساختار پوشش‌های متناظر حضور داشتند. میزان تخلخل و زبری سطح پوشش‌های خالص و کامپوزیتی (2 و 4 درصد وزنی) به ترتیب 0.6، 1 و 2.7 درصد حجمی و 4.4، 4.8 و 7.1 میکرومتر اندازه‌گیری شدند. پس از 200 ساعت آزمایش اکسیداسیون، ضخامت لایه اکسیدی برای پوشش‌های خالص و کامپوزیتی (2 و 4 درصد وزنی) به ترتیب 5.2، 4.3 و 5.9 میکرومتر اندازه‌گیری شد. پوشش‌ conicraly حاوی 2 درصد وزنی al2o3 به دلیل ایجاد موانع نفوذ توسط نانوذرات بهترین مقاومت به اکسیداسیون را نشان داد. درحالیکه پوشش کامپوزیتی حاوی 4 درصد وزنی al2o3 دارای کمترین مقاومت به اکسیداسیون بود که ناشی از مورفولوژی سطح زبر و وقوع اکسیداسیون داخلی در آن بود.

investigating the effect of aluminum oxide nano-particles on microstructure and high-temperature oxidation behavior of hvof sprayed mcraly coating

in this research, pure conicraly and composite conicraly-2, 4 wt% al2o3 powders were deposited by the hvof process on in738 nickel-based superalloy substrates. composite powders were produced using a water-based solution method and polyvinyl alcohol adhesive to distribute oxide nanoparticles on conicraly microparticles. an oxidation test was performed on the coatings at 1050°c and 50, 100, 150, and 200 hours in the stationary air. the microstructure and phase composition of the coatings were investigated by sem and xrd before and after the oxidation test. the results showed that nanoparticles are present with relatively uniform distribution around the powders and the microstructure of the corresponding coatings. porosity and surface roughness of pure and composite coatings (2, 4 wt%) were measured as 0.6, 1, and 2.7 vol.% and 4.4, 4.8, and 7.1 μm, respectively. after 200 hours of oxidation test, the thickness of the oxide layer formed on pure and composite coatings (2, 4 wt%) was measured as 5.2, 4.3, and 5.9 micrometers, respectively. conicraly coating containing 2 wt% of al2o3 showed the best resistance to oxidation due to the creation of diffusion barriers by nanoparticles. in contrast, the composite coating containing 4 wt% of al2o3 had the weakest resistance to oxidation, which was caused by the rough surface morphology and the occurrence of internal oxidation in it.