Влияние технологических условий получения детонационных покрытий на их фазовый состав
Автор: Сирота В.В., Савотченко С.Е., Строкова В.В., Бондаренко Д.О., Подгорный Д.С.
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Рубрика: Исследование свойств наноматериалов
Статья в выпуске: 5 т.16, 2024 года.
Бесплатный доступ
Введение. Детонационное напыление является эффективным методом нанесения высококачественных покрытий на различные материалы, широко применяемым в промышленности для повышения износостойкости и коррозионной стойкости поверхностей. В данной статье рассматривается влияние ключевых параметров процесса, таких как расстояние от пушки до подложки и скорость прохождения сопла, на структуру и свойства образуемых покрытий. Материалы и методы исследования. Исследованы покрытия Ti-TiO2 на горячекатаной углеродистой стали. Варьируются дальность напыления и скорость прохода сопла при фиксированных остальных параметрах напыления. Проведены исследования полученных покрытий с использованием растровой электронной микроскопии, рентгенофазовой дифракции, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Результаты и обсуждения. Установлено, что фазовый состав покрытия изменяется в зависимости от условий детонационного напыления. Доля рутила превышает долю анатаза в полученных образцах, за исключением образцов, полученных с наиболее быстрым проходом сопла. Доля рутила монотонно уменьшается с увеличением дальности напыления при фиксированных значениях остальных параметров процесса напыления. Обнаружено немонотонное изменение доли рутила с ростом скорости прохода сопла и найдены ее оптимальные значения. Предложены две новые теоретические модели процесса напыления на основе дифференциальных уравнений, решения которых достаточно полно описывают зависимости доли рутила от дальности напыления и скорости прохода сопла соответственно.
Ti-tio2, композиционные покрытия, процесс детонационного напыления, фазовый состав, анатаз, рутил, рентгеноструктурный анализ, расстояние напыления, скорость прохождения сопла
Короткий адрес: https://sciup.org/142243178
IDR: 142243178 | DOI: 10.15828/2075-8545-2024-16-5-404-414
Список литературы Влияние технологических условий получения детонационных покрытий на их фазовый состав
- Ramaiah K., Bettahalli Eswaregowda N., Tambrallimath V., Kuppahalli P. Optimization of deposition parameters in plasma spray coatings. Modeling and Optimization in Manufacturing. 2021; 217–235.
- Haridasan V., Velayudham A., Krishnamurthy R. Response surface modeling and parameter optimization of detonation spraying with enhanced coating performance. Materials Today: Proceedings. 2021; 46: 3474–3481.
- Ulianitsky V., Rybin D., Sova A., Ostovari Moghaddam A., Samodurova M., Doubenskaia M., Trofimov E. Formation of metal composites by detonation spray of powder mixtures. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021; 117 (1–2): 81–95.
- Moghaddam A.O., Samodurova M., Mikhailov D., Trofimov E. High entropy intermetallic coatings fabricated by detonation spraying. Materials Letters. 2022; 311. Article number 131560.
- Dudina D., Zlobin S., Bulina N., Bychkov A., Korolyuk V., Ulianitsky V., Lomovsky O. Detonation spraying of TiO2–2.5vol.% Ag powders in a reducing atmosphere. Journal of the European Ceramic Society. 2012; 32 (4): 815–821.
- Sirota V.V, Savotchenko S.E., Strokova V.V, Vashchilin V.S., Podgornyi D.S., Prokhorenkov D.S., Zaitsev S.V., Kovaleva M.G. Effect of detonation spray regimes on photocatalytic activity of Ti–TiO2 coatings. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2024; 452. Article number 115626.
- Sirota V.V., Savotchenko S.E., Strokova V.V., Vashchilin V.S., Podgornyi D.S., Limarenko M.V., Kovaleva M.G. Effect of irradiation intensity on the rate of photocatalysis of TiO2 coatings obtained by detonation spraying. International Journal of Applied Ceramic Technology. 2024; 21(5): 3335–3345.
- Tyurin Y., Kolisnichenko O., Jia J., Vasilik N., Kovaleva M., Prozorova M., Arseenko M., Sirota V. Performance and economic characteristics of multi-chamber detonation sprayer used in thermal spray technology. International Thermal Spray Conference. 2016; 83768: 630–634.
- Sreekumar Rajesh T., Venkata Rao R. Experimental investigation and parameter optimization of Al2O3–40% TiO2 atmospheric plasma spray coating on SS316 steel substrate. Materials Today: Proceedings. 2018; 5 (2): 5012–5020.
- Kumar N., Choubey V. Comparative evaluation of oxidation resistance of detonation gun-sprayed Al2O3–40%TiO2 coating on nickel-based superalloys at 800 °C and 900 °C. High Temperature Corrosion of Materials. 2023; 99 (5–6): 359–373.
- Kantay N., Rakhadilov B., Kurbanbekov S., Yeskermessov D., Yerbolatova G., Apsezhanova A. Influence of detonationspraying parameters on the phase composition and tribological properties of Al2O3 coatings. Coatings. 2021; 11 (7). Article number 793.
- Xie L., Wang Y., Xiong X., Chen Z., Wang Y. Effects of oxygen fuel rate on microstructure and wear properties of detonation sprayed iron-based amorphous coatings. Materials Transactions. 2018; 59 (12): 1867–1871.
- Forghani S., Ghazali M., Muchtar A., Daud A., Yusoff N., Azhari C. Effects of plasma spray parameters on TiO2-coated mild steel using design of experiment (DoE) approach. Ceramics International. 2013; 39 (3): 3121–3127.
- Astinchap B., Laelabadi K. Effects of substrate temperature and precursor amount on optical properties and microstructure of CVD deposited amorphous TiO2 thin films. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2019; 129: 217–226.
- Astinchap B., Ghanbaripour H., Amuzgar R. Multifractal study of TiO2 thin films deposited by MO-CVD method: The role of precursor amount and substrate temperature. Optik. 2020; 222. Article number 165384.
- Ulianitsky V., Dudina D., Batraev I., Kovalenko A., Bulina N., Bokhonov B. Detonation spraying of titanium and formation of coatings with spraying atmosphere-dependent phase composition. Surface and Coatings Technology. 2015; 261: 174–180.
- Dey B., Bulou S., Gaulain T., Ravisy W., Richard-Plouet M., Goullet A., Granier A., Choquet P. Anatase TiO2 deposited at low temperature by pulsing an electron cyclotron wave resonance plasma source. Scientific Reports. 2020; 10 (1). Article number 21952.
- Sirota V., Vashchilin V., Ogurtsova Y., Gubareva E., Podgornyi D., Kovaleva M. Structure and photocatalytic properties of the composite coating fabricated by detonation sprayed Ti powders. Ceramics International. 2024; 50 (1): 739–749.
- Liu Y., Huang J., Feng X., Li H. Thermal-Sprayed photocatalytic coatings for biocidal applications: A Review. Journal of Thermal Spray Technology. 2021; 30 (1–2): 1–24.
- Atacan K., Güy N., Özacar M. Recent advances in photocatalytic coatings for antimicrobial surfaces. Current Opinion in Chemical Engineering. 2022; 36. Article number 100777.
- Sirota V., Pavlenko V., Cherkashina N., Kovaleva M., Tyurin Y., Kolisnichenko O. Preparation of aluminum oxide coating on carbon/carbon composites using a new detonation sprayer. International Journal of Applied Ceramic Technology. 2021; 18 (2): 483–489.
- Iesalnieks M., Eglītis R., Juhna T., Šmits K., Šutka A. Photocatalytic activity of TiO2 coatings obtained at room temperature on a polymethyl methacrylate substrate. International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23 (21). Article number 12936.
- Bersch J., Flores-Colen I., Masuero A., D. Dal Molin Photocatalytic TiO2-based coatings for mortars on facades: A Review of Efficiency, Durability, and Sustainability. Buildings. 2023; 13 (1). Article number 186.
