Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ phun phủ plasma đến tính chất của lớp phủ gốm hệ al2o3 tio2 trên nền thép

Nghiên cứu ảnh hưởng của phun phủ plasma lên tính chất lớp phủ gốm Al2O3-TiO2 trên thép, phân tích hiệu quả và ứng dụng trong công nghiệp.

Trường đại học

Viện Nghiên cứu Cơ khí

Chuyên ngành

Kỹ thuật Cơ khí

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Luận án tiến sĩ

2022

139
5
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHUN PHỦ NHIỆT

1.1. Lịch sử phát triển phun phủ nhiệt

1.2. Các phương pháp phun phủ nhiệt

1.2.1. Phun hồ quang điện

1.2.2. Phun khí cháy

1.2.3. So sánh các phương pháp phun phủ nhiệt

1.3. Những kết quả nghiên cứu và ứng dụng phun plasma chế tạo lớp phủ trên cơ sở Al2O3

1.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng phun phủ nhiệt tại Việt Nam

1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

2. CHƯƠNG 2: ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ SỰ HÌNH THÀNH LỚP PHỦ PHUN NHIỆT

2.1. Những quan điểm lý thuyết cơ bản về sự hình thành lớp phủ

2.1.1. Lý thuyết của Pospisil - Sehyl

2.1.2. Lý thuyết của Schoop

2.1.3. Lý thuyết của Karg, Katsch, Reininger

2.1.4. Lý thuyết của Schenk

2.2. Cấu trúc lớp phủ

2.3. Nguyên lý chung của phương pháp phun plasma

2.3.1. Thiết bị phun plasma

2.3.1.1. Các bộ phận của hệ thống phun plasma
2.3.1.2. Cấu tạo của súng phun plasma

2.3.2. Quá trình hình thành lớp phủ

2.3.3. Vật liệu phủ plasma

2.3.4. Các thuộc tính của lớp phủ plasma

2.3.4.1. Đặc điểm về cấu trúc
2.3.4.2. Các đặc tính cơ học chính của lớp phun phủ plasma

2.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ plasma

2.3.5.1. Ảnh hưởng của vật liệu phun
2.3.5.2. Ảnh hưởng của thiết bị phun
2.3.5.3. Ảnh hưởng của chế độ công nghệ phun
2.3.5.4. Các yếu tố ảnh hưởng khác

2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

3.1. Vật liệu, thiết bị thực nghiệm

3.1.1. Vật liệu thực nghiệm

3.1.1.1. Vật liệu nền
3.1.1.2. Vật liệu phun

3.1.2. Thiết bị phun plasma

3.1.2.1. Bộ phận cấp bột phun
3.1.2.2. Hệ thống điều khiển của máy phun
3.1.2.3. Thiết bị hỗ trợ khác

3.2. Thực nghiệm thăm dò xác định khoảng giá trị thực nghiệm

3.3. Xây dựng mô hình thực nghiệm

3.3.1. Thiết kế thực nghiệm theo phương pháp Taguchi

3.3.2. Phân tích phương sai

3.3.3. Phương pháp xây dựng hàm hồi quy

3.4. Tối ưu đa mục tiêu và chỉ tiêu đánh giá tổng thể (OEC)

3.4.1. Tổng quan về tối ưu đa mục tiêu

3.4.2. Chỉ tiêu đánh giá tổng thể OEC

3.4.3. Xây dựng OEC

3.5. Quy trình phun thực nghiệm

3.6. Kỹ thuật phun

3.7. Phương pháp đánh giá tính chất của lớp phủ

3.7.1. Độ xốp của lớp phủ

3.7.2. Độ cứng tế vi của lớp phủ

3.7.3. Độ bền bám dính của lớp phủ với bề mặt nền

3.7.4. Đo hệ số ma sát

3.7.5. Cấu trúc của lớp phủ thông qua phân tích SEM/EDX

3.7.6. Phân tích XRD xác định thành phần pha của lớp phủ

3.8. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN

4.1. Kết quả thực nghiệm phun mẫu

4.2. Cấu trúc và thành phần pha của lớp phủ

4.2.1. Cấu trúc lớp phủ

4.2.2. Phân tích thành phần pha của lớp phủ

4.3. Kết quả đo và mức độ ảnh hưởng của các thông số phun đến độ cứng lớp phủ

4.3.1. Kết quả đo độ cứng lớp phủ trên các mẫu thực nghiệm

4.3.2. Mức độ ảnh hưởng của các thông số phun tới độ cứng lớp phủ

4.3.3. Thí nghiệm kiểm chứng đo độ cứng lớp phủ

4.4. Kết quả đo và mức độ ảnh hưởng của các thông số phun tới hệ số ma sát của lớp phủ

4.4.1. Kết quả đo hệ số ma sát của lớp phủ trên các mẫu thực nghiệm

4.4.2. Mức độ ảnh hưởng của các thông số phun tới hệ số ma sát lớp phủ

4.4.3. Thí nghiệm kiểm chứng đo hệ số ma sát lớp phủ

4.5. Kết quả đo độ bền bám dính và mức độ ảnh hưởng của các thông số phun

4.5.1. Kết quả đo độ bền bám dính lớp phủ trên các mẫu thực nghiệm

4.5.2. Mức độ ảnh hưởng của các thông số phun tới độ bền bám dính lớp phủ

4.5.3. Thí nghiệm kiểm chứng đo độ bám dính trượt lớp phủ

4.6. Kết quả đo độ xốp và mức độ ảnh hưởng của các thông số phun

4.6.1. Kết quả đo độ xốp lớp phủ trên các mẫu thực nghiệm

4.6.2. Mức độ ảnh hưởng của các thông số phun tới độ xốp lớp phủ

4.6.3. Thí nghiệm kiểm chứng đo độ xốp lớp phủ

4.7. Xác định mức thông số công nghệ I, L, M đáp ứng đồng thời các chỉ tiêu cơ tính lớp phủ

4.8. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Tóm tắt

I. Phun phủ plasma và ứng dụng trong công nghiệp

Phun phủ plasma là một công nghệ tiên tiến được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp để tạo lớp phủ bảo vệ và nâng cao tính năng của vật liệu. Công nghệ này sử dụng nguồn nhiệt plasma với năng lượng cao để phun các vật liệu phủ lên bề mặt nền, tạo ra lớp phủ có độ bám dính cao và độ xốp thấp. Lớp phủ gốm Al2O3-TiO2 được nghiên cứu trong luận án này có khả năng chịu mài mòn, chống ăn mòn và làm việc trong môi trường khắc nghiệt. Công nghệ này đặc biệt hữu ích trong việc phục hồi các chi tiết máy quan trọng, giảm chi phí sản xuất và nâng cao tuổi thọ của thiết bị.

1.1. Lịch sử phát triển phun phủ plasma

Công nghệ phun phủ plasma bắt đầu từ những năm 1950 và đã phát triển mạnh mẽ trong các ngành công nghiệp hiện đại. Ban đầu, công nghệ này được sử dụng chủ yếu cho mục đích trang trí, nhưng sau đó đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như phục hồi chi tiết máy, bảo vệ chống ăn mòn và tạo lớp phủ có tính năng kỹ thuật đặc biệt. Các nghiên cứu gần đây tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình phun phủ để nâng cao chất lượng lớp phủ, đặc biệt là với các vật liệu gốm như Al2O3-TiO2.

1.2. Ưu điểm của phun phủ plasma

Phun phủ plasma có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp phun phủ khác. Nguồn nhiệt plasma có thể đạt nhiệt độ lên đến 15.000°C, cho phép phun các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao như gốm. Lớp phủ tạo ra có độ bám dính tốt, độ xốp thấp và khả năng chịu mài mòn cao. Đặc biệt, công nghệ này có thể được áp dụng trên nhiều loại vật liệu nền khác nhau, bao gồm thép, nhôm và hợp kim. Điều này làm cho phun phủ plasma trở thành một giải pháp lý tưởng trong việc bảo vệ và nâng cao hiệu suất của các chi tiết máy.

II. Tính chất lớp phủ gốm Al2O3 TiO2

Lớp phủ gốm Al2O3-TiO2 được nghiên cứu trong luận án này có các tính chất cơ học và hóa học vượt trội. Vật liệu này có độ cứng cao, khả năng chịu mài mòn tốt và bền trong môi trường hóa chất. Tính chất vật liệu của lớp phủ phụ thuộc vào các thông số công nghệ phun phủ, bao gồm cường độ dòng điện, khoảng cách phun và lưu lượng cấp bột. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thông số này có thể cải thiện đáng kể chất lượng lớp phủ, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe trong các ứng dụng công nghiệp.

2.1. Cấu trúc và thành phần pha của lớp phủ

Lớp phủ gốm Al2O3-TiO2 có cấu trúc đa pha, bao gồm các hạt oxit nhôm và titan dioxit. Cấu trúc này được hình thành thông qua quá trình phun phủ plasma, trong đó các hạt vật liệu được nung nóng và bắn lên bề mặt nền. Phân tích SEM và XRD cho thấy lớp phủ có độ đồng nhất cao và các pha tinh thể được phân bố đều. Điều này góp phần nâng cao tính chất cơ họctính chất hóa học của lớp phủ, đặc biệt là khả năng chịu mài mòn và chống ăn mòn.

2.2. Ảnh hưởng của thông số phun đến tính chất lớp phủ

Các thông số công nghệ như cường độ dòng điện, khoảng cách phun và lưu lượng cấp bột có ảnh hưởng lớn đến tính chất lớp phủ. Ví dụ, cường độ dòng điện cao hơn có thể làm tăng độ cứng của lớp phủ, nhưng cũng có thể dẫn đến hiện tượng nứt vỡ. Khoảng cách phun tối ưu giúp đảm bảo độ bám dính tốt và giảm độ xốp. Lưu lượng cấp bột phù hợp giúp duy trì độ đồng đều của lớp phủ. Việc tối ưu hóa các thông số này là yếu tố quyết định để đạt được lớp phủ có chất lượng cao.

III. Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm

Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của phun phủ plasma đến tính chất lớp phủ gốm Al2O3-TiO2. Phương pháp Taguchi được áp dụng để thiết kế thực nghiệm và tối ưu hóa các thông số công nghệ. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm độ cứng, độ bền bám dính, độ xốp và hệ số ma sát. Kết quả thực nghiệm cho thấy việc tối ưu hóa các thông số phun phủ có thể cải thiện đáng kể chất lượng lớp phủ, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật trong các ứng dụng công nghiệp.

3.1. Thiết kế thực nghiệm theo phương pháp Taguchi

Phương pháp Taguchi được sử dụng để thiết kế thực nghiệm nhằm xác định ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến tính chất lớp phủ. Các thông số được nghiên cứu bao gồm cường độ dòng điện, khoảng cách phun và lưu lượng cấp bột. Phương pháp này giúp giảm số lượng thí nghiệm cần thực hiện mà vẫn đảm bảo độ chính xác cao. Kết quả phân tích phương sai (ANOVA) cho thấy các thông số này có ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng, độ bền bám dính và độ xốp của lớp phủ.

3.2. Đánh giá tính chất lớp phủ

Các tính chất của lớp phủ gốm Al2O3-TiO2 được đánh giá thông qua các phương pháp đo lường tiêu chuẩn. Độ cứng được đo bằng phương pháp Vickers, độ bền bám dính được kiểm tra bằng phương pháp kéo nén, và độ xốp được xác định bằng phương pháp phân tích hình ảnh SEM. Kết quả cho thấy lớp phủ có độ cứng cao, độ bền bám dính tốt và độ xốp thấp, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật trong các ứng dụng công nghiệp.

IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy phun phủ plasma có thể tạo ra lớp phủ gốm Al2O3-TiO2 với các tính chất cơ học và hóa học vượt trội. Lớp phủ này có thể được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không và năng lượng để bảo vệ các chi tiết máy khỏi mài mòn và ăn mòn. Việc tối ưu hóa các thông số công nghệ giúp nâng cao chất lượng lớp phủ, giảm chi phí sản xuất và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Nghiên cứu này cũng mở ra hướng phát triển mới trong việc ứng dụng công nghệ phun phủ để tạo ra các vật liệu có tính năng đặc biệt.

4.1. Ứng dụng trong ngành công nghiệp

Lớp phủ gốm Al2O3-TiO2 được tạo ra bằng phun phủ plasma có thể được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Ví dụ, trong ngành ô tô, lớp phủ này có thể được sử dụng để bảo vệ các chi tiết động cơ khỏi mài mòn và ăn mòn. Trong ngành hàng không, lớp phủ có thể được áp dụng để tăng cường độ bền của các bộ phận chịu nhiệt. Ngoài ra, lớp phủ cũng có thể được sử dụng trong các thiết bị năng lượng để chống lại sự ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt.

4.2. Giá trị thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của các thiết bị công nghiệp. Việc tối ưu hóa các thông số công nghệ giúp giảm chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng lớp phủ. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh các ngành công nghiệp đang hướng tới việc sử dụng các vật liệu bền vững và hiệu quả. Nghiên cứu cũng góp phần thúc đẩy sự phát triển của công nghệ phun phủ tại Việt Nam, giúp các doanh nghiệp trong nước cạnh tranh tốt hơn trên thị trường quốc tế.

01/03/2025
Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ phun phủ plasma đến tính chất của lớp phủ gốm hệ al2o3 tio2 trên nền thép

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong lĩnh vực phun phủ nhiệt, vai trò của công nghệ này ở thời kỳ đầu chỉ nhằm mục đích trang trí, đến sau chiến tranh thế giới thứ hai công nghệ này được sử dụng với quy mô rộng [2, 15, 16-18, 73-74]. Công nghệ phun phủ nhiệt với nhiều phương pháp phun khác nhau như phun nhiệt khí cháy, phun nổ, phun laser, phun plasma,… đã được sử dụng hầu hết ở các nước tiên tiến và ngày càng tỏ ra có nhiều tính ưu việt trong nhiều lĩnh vực: phục hồi các chi tiết bị mài mòn, bảo vệ chống ăn mòn, trang trí, tạo các lớp bề mặt có tính năng kỹ thuật đặc biệt …[8-9, 22]. Trong số các phương pháp phun phủ nhiệt nêu trên, phun phủ plasma có nhiều ưu việt do nguồn nhiệt với năng lượng cao dễ dàng tạo các lớp phủ với độ xốp thấp, độ bám dính trượt cao.

Việc đảm bảo và duy trì ứng dụng công nghệ phun phủ nhiệt trong sản xuất tại Việt Nam nhằm tạo ra các sản phẩm mới có tính cạnh tranh với các sản phẩm nhập khẩu là vấn đề được nhiều doanh nghiệp trong nước quan tâm [3-5]. Với xu hướng đẩy mạnh sự phát triển công nghiệp nước nhà, trong quá trình phát triển đó, việc phục hồi các chi tiết máy quan trọng nhằm giảm tải cho việc nhập khẩu hay mua mới mà giá thành phục hồi chi tiết thường thấp, thường không quá 50- 60% so với mua mới, có nhiều chi tiết phức tạp về chế tạo nhưng với công nghệ phục hồi chỉ cần 15-20% giá thành đã có thể đưa vào sử dụng trở lại với đầy đủ tính năng và chất lượng không thua kém sản phẩm mới, ngoài ra phun phủ nhiệt có thể được áp dụng hiệu quả trong việc chế tạo mới các chi tiết trong nước [27, 94, 95]. Tùy theo vật liệu và chế độ phủ, phun phủ nhiệt có thể mang lại cho các sản phẩm cơ khí có độ bền, các tính năng công nghệ cần thiết đáp ứng đòi hỏi ngày càng cao và ngặt nghèo của các quy trình công nghệ sản xuất. Rất nhiều loại chi tiết yêu cầu cần có độ dẻo ở bên trong và đồng thời có độ cứng, chịu mài mòn tốt ở lớp ngoài, đa số các trường hợp lớp phủ bề mặt có chiều dầy nhỏ hơn rất nhiều so với chiều dày của cả chi tiết nhưng có tầm quan trọng rất lớn quyết định đến độ bền, tuổi thọ làm việc của chi tiết.

Vì vậy, việc nâng cao độ bền chống mài mòn, chịu ăn mòn, làm việc trong các môi trường áp suất cao, nhiệt độ cao, dưới biển, trong lòng đất của từng chi tiết, bộ phận hay toàn bộ thiết bị bằng công nghệ phun phủ plasma trên bề mặt các chi tiết luôn là hết sức cần thiết đối với sự phát triển của ngành công nghiệp. Các vật liệu cũng như lớp phủ gốm trên cơ sở các oxit Al2O3 và TiO2 hiện đang được quan tâm nghiên cứu cả trong và ngoài nước không chỉ do có giá thành thấp (so với các hệ gốm cacbit hay ceramic khác) mà còn do chúng có các tính năng kỹ thuật tốt (độ cứng cao, bền mài mòn, bền hóa chất, bền nhiệt,. Các nghiên cứu phát triển công nghệ theo hướng vật liệu gốm này chủ yếu tập trung vào việc nghiên 1 cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ chế tạo tới một chỉ tiêu cơ tính đầu ra của lớp phủ như độ xốp, độ cứng, độ bám dính trượt-hay khả năng chịu mòn của lớp phủ. Giá thành của nhóm vật liệu gốm ôxít khá phù hợp, vì vậy việc tập trung nghiên cứu có hệ thống về công nghệ phun plasma tạo lớp phủ hệ này cho các ứng dụng chuyên biệt là cần thiết.

Có nhiều nghiên cứu được thực hiện nhằm mục đích tạo ra lớp phủ có các chỉ tiêu cơ tính tốt, trong đó tối ưu hóa là công việc cần thiết nhằm đáp ứng mục tiêu đặt ra. Phương pháp thiết kế thực nghiệm theo Taguchi là công cụ hữu ích giúp các nhà nghiên cứu giải quyết được vấn đề đặt ra với nhiều ưu điểm nổi trội như: có cơ sở khoa học, nhanh chóng xác định được bộ thông số phù hợp, số lượng thí nghiệm thực hiện ít, giảm chi phí thực nghiệm. Bên cạnh những ưu điểm trên thì phương pháp này còn tồn tại nhược điểm là chưa xây dựng được hàm toán học biểu thị mối quan hệ giữa các thông số đầu vào và các chỉ tiêu cơ tính đầu ra, phương pháp này cũng chỉ cho phép dự đoán cho một chất lượng đầu ra tốt nhất. Từ những luận điểm trên, tác giả lựa chọn đề tài ”Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ phun phủ plasma đến tính chất của lớp phủ gốm hệ Al2O3-TiO2 trên nền thép”.

Lớp phun phủ plasma hệ gốm oxit Al2O3-TiO2 (tỷ lệ 60-40% theo khối lượng) được nghiên cứu chế tạo trên nền thép C45. Phương pháp thiết kế thực nghiệm Taguchi được lựa chọn kết hợp với tối ưu hoá đa mục tiêu, chỉ tiêu đánh giá tổng thể OEC được sử dụng trong luận án này là hướng nghiên cứu khá mới. Mục đích nghiên cứu của Luận án Chế tạo và kiểm soát được chất lượng của lớp phủ plasma hệ gốm Al2O3-40TiO2: nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ chính trong phương pháp phun phủ plasma đến chất lượng lớp phủ làm việc trong điều kiện chịu mài mòn; nghiên cứu tối ưu đơn mục tiêu và đa mục tiêu đáp ứng các yêu cầu đa dạng về chất lượng lớp phủ. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Lớp phủ hệ gốm oxit Al2O3-40TiO2, chế tạo bằng phương pháp phun phủ plasma khí trên nền thép cacbon C45.

Phạm vi nghiên cứu: Luận án tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của 3 thông số chế độ phun phủ chính bao gồm: cường độ dòng điện phun, khoảng cách phun và lưu lượng cấp bột phun. Các đặc trưng tính chất của lớp phủ gốm được đánh giá bao gồm tổ chức vật liệu, thành phần pha và các chỉ tiêu cơ tính (độ cứng tế vi, độ bền bám dính, độ xốp và hệ số ma sát khô). Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm. 2 Về lý thuyết: - Nghiên cứu tổng quan về sự hình thành và tính chất lớp phủ gốm hệ Al2O2- 40TiO2 trên nền thép bằng phương pháp phun plasma khí.

- Nghiên cứu các phương pháp quy hoạch thực nghiệm: phương pháp Taguchi; phương pháp bình phương tối thiểu; sử dụng chỉ số đánh giá tổng thể OEC để tìm mức phù hợp của các thông số công nghệ phun phủ đáp ứng đồng thời các chỉ tiêu cơ tính lớp phủ. Về thực nghiệm: - Thiết kế mô hình thực nghiệm trên cơ sở phân tích các thông số công nghệ phun plasma đến các tính chất lớp phủ dựa trên các nghiên cứu của các công bố trước và các thí nghiệm thăm dò. - Chế tạo đồ gá phun, khuôn kiểm tra độ bền bám dính cho các mẫu thực nghiệm. - Phun mẫu thực nghiệm - Đánh giá tính chất, cơ tính lớp phủ gồm: + Độ cứng tế vi lớp phủ được đánh giá theo tiêu chuẩn ASTM E384-17; + Đo hệ số ma sát của lớp phủ bằng máy TRIBO-Tester + Độ bám dính trượt lớp phủ đánh giá theo tiêu chuẩn JIS H 8666-1980; + Độ xốp lớp phủ được đánh giá theo tiêu chuẩn ASTM B276-21; - Dựa trên kết quả thực nghiệm và phân tích phương sai, kết hợp hồi quy đa mục tiêu để đánh giá kết quả nghiên cứu theo các mục tiêu đặt ra.

- Phân tích tổ chức mặt cắt ngang lớp phủ bằng kính hiển vi điện tử quét, phân tích thành phần pha bằng phương pháp nhiễu xạ tia X. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học: - Đã cung cấp hướng tiếp cận hiệu quả trong việc xác định khoảng giá trị phù hợp của các thông số phun phủ plasma ảnh hưởng đến các tính chất của lớp phủ gốm hệ Al2O2-40TiO2. - Xác định được ảnh hưởng của 3 thông số phun chính (dòng điện phun, khoảng cách phun và lưu lượng cấp bột) đến 4 chỉ tiêu chất lượng lớp phủ (độ cứng tế vi, hệ số ma sát, độ bền bám dính, độ xốp); Xây dựng được các hàm toán học mô tả mối quan hệ giữa các chỉ tiêu chất lượng lớp phủ Al2O2-40TiO2 với 3 thông số chế độ phun. - Xác định được các bộ thông số phun phủ tối ưu đơn mục tiêu và đa mục tiêu cho chất lượng lớp phủ hệ Al2O2-40TiO2.

Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu tham khảo để lựa chọn công nghệ, thiết bị và chế độ phun phủ áp dụng cho việc phục hồi hoặc chế tạo mới các chi tiết máy bị mòn nhằm đáp ứng kịp thời sản xuất, hạn chế nhập ngoại, đồng thời có thể làm tài liệu dùng 3 trong giảng dạy, nghiên cứu khoa học ở lĩnh vực chuyên ngành. Các đóng góp mới của luận án - Xây dựng được các hàm hồi quy thể hiện mối quan hệ ảnh hưởng đồng thời của 3 yếu tố công nghệ phun (I, L, M) tới hàm mục tiêu là 4 chỉ tiêu cơ tính quan trọng của lớp phủ. - Đã sử dụng chỉ tiêu đánh giá tổng thể OEC để tìm ra mức phù hợp của các thông số công nghệ phun phủ đáp ứng đồng thời nhiều mục tiêu cơ tính đầu ra của lớp phủ Al2O3-40TiO2. - Chế tạo được đồ gá phun, khuôn kiểm tra độ bền bám dính cho lớp phủ gốm trên nền thép dạng tấm phẳng.

TỔNG QUAN VỀ PHUN PHỦ NHIỆT 1.1 Lịch sử phát triển phun phủ nhiệt Công nghệ phun phủ nhiệt được phát minh từ đầu thế kỷ 20 do một kỹ sư người Thụy Sỹ tên là Max Ulrich Schoop. Đến nay, phun phủ nhiệt được phát triển và bao gồm 5 phương pháp công nghệ phun chính như được mô tả trong Hình 1.1 Lịch sử phát triển công nghệ phun phủ nhiệt [74] Khởi đầu của hành trình nghiên cứu và phát triển công nghệ phun phủ nhiệt của Schoop là từ việc quan sát vết của viên đạn chì bị phân tách, bám dính trên bề mặt của bức tường đá sau khi bị bắn. Từ đó tác giả đã nghiên cứu và thử nghiệm bột chì trong phòng thí nghiệm, sau đó đã sản xuất bột chì dùng trong phun phủ. Nhờ đó Schoop được cấp bằng sáng chế cho phương pháp phun chì.

Sau nhiều lần thử nghiệm, tác giả đã chế tạo được loại súng phun thương mại đầu tiên của mình đó cũng là thiết bị phun hồ quang điện đầu tiên [69, 94, 95]. Trước thềm chiến tranh thế giới thứ nhất, Schoop đã chuyển giao kỹ thuật phun cho công ty Metallizator (Đức), sau đó thiết bị này đã được bán tại Châu Âu. Đầu những năm 1920, một công ty ở Anh là Metallisation được thành lập.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Nghiên cứu ảnh hưởng của phun phủ plasma đến tính chất lớp phủ gốm Al2O3-TiO2 trên thép là một tài liệu chuyên sâu về công nghệ vật liệu, tập trung vào việc phân tích tác động của quy trình phun phủ plasma lên các đặc tính của lớp phủ gốm Al2O3-TiO2 trên nền thép. Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết quan trọng về cách thức cải thiện độ bền, khả năng chống mài mòn và các tính chất cơ học khác của vật liệu, mang lại giá trị ứng dụng cao trong các ngành công nghiệp như sản xuất, xây dựng và hàng không. Để mở rộng kiến thức về công nghệ plasma và vật liệu, bạn có thể tham khảo thêm Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ phun phủ plasma đến tính chất của lớp phủ gốm hệ Al2O3-TiO2 trên nền thép, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật vật liệu nghiên cứu thấm nitơ plasma và mạ DLC liên tục trên vật liệu SCM415 bằng thiết bị UBMS, và Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình máy mạ điện bán tự động phục vụ môn học thí nghiệm xử lí và hóa bền bề mặt. Những tài liệu này sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn về các ứng dụng và kỹ thuật liên quan đến xử lý bề mặt và vật liệu tiên tiến.