Characterization of the vacuum plasma sprayed VPS-Ti/TiC composite coating / Характеристики композитного покрытия VPS-Ti/TiC, нанесенного воздушно-плазменным напылением / Karakteristike kompozitne prevlake VPS - Ti/TiC nanete vakuum plazma sprejom
The paper analyzes the VPS - Ti / TiC composite coating. The powder was deposited at low pressure with an F4 plasma gun produced by Plasma Technik AG because of the influence of the environment on powder oxidation. The main goal of the work was to prevent low-pressure decomposition of TiC cubic...
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
University of Defence in Belgrade
2018-07-01
|
| Series: | Vojnotehnički Glasnik |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://scindeks-clanci.ceon.rs/data/pdf/0042-8469/2018/0042-84691803551M.pdf |
| _version_ | 1818902029543669760 |
|---|---|
| author | Mihailo R. Mrdak |
| author_facet | Mihailo R. Mrdak |
| author_sort | Mihailo R. Mrdak |
| collection | DOAJ |
| description | The paper analyzes the VPS - Ti / TiC composite coating. The powder
was deposited at low pressure with an F4 plasma gun produced by
Plasma Technik AG because of the influence of the environment on
powder oxidation. The main goal of the work was to prevent low-pressure
decomposition of TiC cubic carbide into TiO2 and NiTiO3 oxides that
reduce: adhesion, cohesive strength, TiC hardness, and abrasion
resistance to wear. The mechanical properties and the structure of the Ti /
TiC coating were analyzed in accordance with the Pratt & Whitney
standard. The microhardness values of the coating layers were in the
range of 750-837 HV0.3, and the substrate/coating bond strength was 84
MPa. The coating microstructure was examined by the light microscopy
technique. The distribution of TiC in the Ti base is uniform and the
deposited layers are obtained without segregation effects. The coating
structure consists of titanium layers with β - Ti and α - Ti modifications and
TiC cubic layers. In the microstructure, there are unmelted TiC particles
present in a smaller share as well as micropores that did not affect the
coating strength. The tests showed that the VPS - Ti / TiC composite
coating has good mechanical properties and a good microstructure, which
fully enables its application on substrates of biomedical implants. / В данной статье представлены характеристики композитного
покрытия VPS – Ti/TiC. В цели предотвращения воздействия
окружающей среды на оксидацию покрытия, порошок был нанесен
под низким давлением с помощью плазматрона «F4» от
производителя «Plasma Technik AG». Цель настоящего
исследования заключалась в предотвращении разложения
кубического карбида TiC на оксиды TiO2 и NiTiO3, которые
снижают: адгезию, прочность сцепления, твердость TiC и
износостойкость покрытия. В статье приведен анализ
механических характеристик и структуры покрытия Ti/TiC в
соответствии с требованиями стандарта Pratt & Whitney.
Микротвердость слоев покрытия была в пределах 750 - 837 HV0.3,
а твердость сцепления покрытия с основой составляла 84 МРа.
Микроструктура покрытия испытана с помощью световой
микроскопии. Распределение TiC в основе Ti было равномерным, а в
нанесенных слоях покрытия не было эффектов сегрегации.
Структура покрытия состоит из слоев титана с β - Ti i α – Ti
модификациями и слоев кубического TiC. В микроструктуре
покрытия выявлено небольшое количество нерасплавленных
частиц TiС, а также микропоры, которые не влияют на
твердость покрытия. Испытания показали, что композитное
покрытие VPS – Ti/TiC обладает благоприятными механическими
свойствами и микроструктурой, благодаря которым данный вид
покрытия можно применять в изготовлении медицинских
имплантов. / U radu su predstavljene karakteristike kompozitne prevlake VPS – Ti/TiC. Prah je deponovan na niskom pritisku plazma pištoljem F4, firme Plasma Technik AG, zbog uticaja okoline na oksidaciju praha. Cilj je bio da se na niskom pritisku spreči razgradnja kubnog karbida TiC u okside TiO2 i NiTiO3 koji umanjuju: adheziju, kohezionu čvrstoću, tvrdoću TiC i otpornost prevlake na habanje. Analizirane su mehaničke karakteristike i struktura Ti/TiC prevlake u skladu sa standardom Pratt & Whitney. Mikrotvrdoće slojeva prevlake bile su u rasponu od 750 do 837 HV0.3, a čvrstoća spoja između prevlake i podloge imala je vrednost 84 MPa. Mikrostruktura prevlake ispitana je tehnikom svetlosne mikroskopije. Distribucija TiC u osnovi Ti je ravnomerna, a deponovani slojevi dobijeni su bez efekata segregacije. Struktura prevlake sastoji se od slojeva titana sa β – Ti i α – Ti modifikacijama i slojeva kubnog TiC. U mikrostrukturi su u manjem delu prisutne neistopljene čestice TiC i mikropore koje nisu uticale na čvrstoću prevlake. Ispitivanja su pokazala da kompozitna prevlaka VPS – Ti/TiC ima dobre mehaničke osobine i mikrostrukturu, koje u potpunosti omogućavaju njenu primenu na substratima biomedicinskih implantata. |
| first_indexed | 2024-12-19T20:29:09Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-6309438e4f074957a3d13ad158234dc2 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 0042-8469 2217-4753 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-12-19T20:29:09Z |
| publishDate | 2018-07-01 |
| publisher | University of Defence in Belgrade |
| record_format | Article |
| series | Vojnotehnički Glasnik |
| spelling | doaj.art-6309438e4f074957a3d13ad158234dc22022-12-21T20:06:45ZengUniversity of Defence in BelgradeVojnotehnički Glasnik0042-84692217-47532018-07-0166355156210.5937/vojtehg66-15306Characterization of the vacuum plasma sprayed VPS-Ti/TiC composite coating / Характеристики композитного покрытия VPS-Ti/TiC, нанесенного воздушно-плазменным напылением / Karakteristike kompozitne prevlake VPS - Ti/TiC nanete vakuum plazma sprejomMihailo R. Mrdak 0Research and Development Center IMTEL Communications a.d., Belgrade, Republic of SerbiaThe paper analyzes the VPS - Ti / TiC composite coating. The powder was deposited at low pressure with an F4 plasma gun produced by Plasma Technik AG because of the influence of the environment on powder oxidation. The main goal of the work was to prevent low-pressure decomposition of TiC cubic carbide into TiO2 and NiTiO3 oxides that reduce: adhesion, cohesive strength, TiC hardness, and abrasion resistance to wear. The mechanical properties and the structure of the Ti / TiC coating were analyzed in accordance with the Pratt & Whitney standard. The microhardness values of the coating layers were in the range of 750-837 HV0.3, and the substrate/coating bond strength was 84 MPa. The coating microstructure was examined by the light microscopy technique. The distribution of TiC in the Ti base is uniform and the deposited layers are obtained without segregation effects. The coating structure consists of titanium layers with β - Ti and α - Ti modifications and TiC cubic layers. In the microstructure, there are unmelted TiC particles present in a smaller share as well as micropores that did not affect the coating strength. The tests showed that the VPS - Ti / TiC composite coating has good mechanical properties and a good microstructure, which fully enables its application on substrates of biomedical implants. / В данной статье представлены характеристики композитного покрытия VPS – Ti/TiC. В цели предотвращения воздействия окружающей среды на оксидацию покрытия, порошок был нанесен под низким давлением с помощью плазматрона «F4» от производителя «Plasma Technik AG». Цель настоящего исследования заключалась в предотвращении разложения кубического карбида TiC на оксиды TiO2 и NiTiO3, которые снижают: адгезию, прочность сцепления, твердость TiC и износостойкость покрытия. В статье приведен анализ механических характеристик и структуры покрытия Ti/TiC в соответствии с требованиями стандарта Pratt & Whitney. Микротвердость слоев покрытия была в пределах 750 - 837 HV0.3, а твердость сцепления покрытия с основой составляла 84 МРа. Микроструктура покрытия испытана с помощью световой микроскопии. Распределение TiC в основе Ti было равномерным, а в нанесенных слоях покрытия не было эффектов сегрегации. Структура покрытия состоит из слоев титана с β - Ti i α – Ti модификациями и слоев кубического TiC. В микроструктуре покрытия выявлено небольшое количество нерасплавленных частиц TiС, а также микропоры, которые не влияют на твердость покрытия. Испытания показали, что композитное покрытие VPS – Ti/TiC обладает благоприятными механическими свойствами и микроструктурой, благодаря которым данный вид покрытия можно применять в изготовлении медицинских имплантов. / U radu su predstavljene karakteristike kompozitne prevlake VPS – Ti/TiC. Prah je deponovan na niskom pritisku plazma pištoljem F4, firme Plasma Technik AG, zbog uticaja okoline na oksidaciju praha. Cilj je bio da se na niskom pritisku spreči razgradnja kubnog karbida TiC u okside TiO2 i NiTiO3 koji umanjuju: adheziju, kohezionu čvrstoću, tvrdoću TiC i otpornost prevlake na habanje. Analizirane su mehaničke karakteristike i struktura Ti/TiC prevlake u skladu sa standardom Pratt & Whitney. Mikrotvrdoće slojeva prevlake bile su u rasponu od 750 do 837 HV0.3, a čvrstoća spoja između prevlake i podloge imala je vrednost 84 MPa. Mikrostruktura prevlake ispitana je tehnikom svetlosne mikroskopije. Distribucija TiC u osnovi Ti je ravnomerna, a deponovani slojevi dobijeni su bez efekata segregacije. Struktura prevlake sastoji se od slojeva titana sa β – Ti i α – Ti modifikacijama i slojeva kubnog TiC. U mikrostrukturi su u manjem delu prisutne neistopljene čestice TiC i mikropore koje nisu uticale na čvrstoću prevlake. Ispitivanja su pokazala da kompozitna prevlaka VPS – Ti/TiC ima dobre mehaničke osobine i mikrostrukturu, koje u potpunosti omogućavaju njenu primenu na substratima biomedicinskih implantata.https://scindeks-clanci.ceon.rs/data/pdf/0042-8469/2018/0042-84691803551M.pdfmicrostructurecoatingsмикроструктурапокрытияmikrostrukturaprevlake |
| spellingShingle | Mihailo R. Mrdak Characterization of the vacuum plasma sprayed VPS-Ti/TiC composite coating / Характеристики композитного покрытия VPS-Ti/TiC, нанесенного воздушно-плазменным напылением / Karakteristike kompozitne prevlake VPS - Ti/TiC nanete vakuum plazma sprejom Vojnotehnički Glasnik microstructure coatings микроструктура покрытия mikrostruktura prevlake |
| title | Characterization of the vacuum plasma sprayed VPS-Ti/TiC composite coating / Характеристики композитного покрытия VPS-Ti/TiC, нанесенного воздушно-плазменным напылением / Karakteristike kompozitne prevlake VPS - Ti/TiC nanete vakuum plazma sprejom |
| title_full | Characterization of the vacuum plasma sprayed VPS-Ti/TiC composite coating / Характеристики композитного покрытия VPS-Ti/TiC, нанесенного воздушно-плазменным напылением / Karakteristike kompozitne prevlake VPS - Ti/TiC nanete vakuum plazma sprejom |
| title_fullStr | Characterization of the vacuum plasma sprayed VPS-Ti/TiC composite coating / Характеристики композитного покрытия VPS-Ti/TiC, нанесенного воздушно-плазменным напылением / Karakteristike kompozitne prevlake VPS - Ti/TiC nanete vakuum plazma sprejom |
| title_full_unstemmed | Characterization of the vacuum plasma sprayed VPS-Ti/TiC composite coating / Характеристики композитного покрытия VPS-Ti/TiC, нанесенного воздушно-плазменным напылением / Karakteristike kompozitne prevlake VPS - Ti/TiC nanete vakuum plazma sprejom |
| title_short | Characterization of the vacuum plasma sprayed VPS-Ti/TiC composite coating / Характеристики композитного покрытия VPS-Ti/TiC, нанесенного воздушно-плазменным напылением / Karakteristike kompozitne prevlake VPS - Ti/TiC nanete vakuum plazma sprejom |
| title_sort | characterization of the vacuum plasma sprayed vps ti tic composite coating характеристики композитного покрытия vps ti tic нанесенного воздушно плазменным напылением karakteristike kompozitne prevlake vps ti tic nanete vakuum plazma sprejom |
| topic | microstructure coatings микроструктура покрытия mikrostruktura prevlake |
| url | https://scindeks-clanci.ceon.rs/data/pdf/0042-8469/2018/0042-84691803551M.pdf |
| work_keys_str_mv | AT mihailormrdak characterizationofthevacuumplasmasprayedvpstiticcompositecoatingharakteristikikompozitnogopokrytiâvpstiticnanesennogovozdušnoplazmennymnapyleniemkarakteristikekompozitneprevlakevpstiticnanetevakuumplazmasprejom |