Wojciech Żórawski

HVOF SPRAYED NANOSTRUCTURED COMPOSITE COATINGS WITH A REDUCED FRICTION COEFFICIENT

Nanostructured materials provide new possibilities, which enable creating composite structures with much better properties than composites obtained from conventional materials. Such a solution facilitates combining selected features of different nanomaterials in order to obtain a composite with the required durability, thermal, insulation, tribological, etc. properties. In the case of a composite containing a solid lubricant, it is comprised of a nanostructured matrix, providing mechanical durability, and an evenly distributed nanostructured solid lubricant. A study of the tribological properties of composite HVOF sprayed from nanostructured WC-12Co mixed with nanostructured Fe3O4, having the properties of the solid lubricant is presented. The coatings were sprayed by means of a Hybrid Diamond Jet system. A T-01 ball on disc tribological tester was used to determine the coefficient of friction on the basis of friction force obtained in the course of continuous measurement at a set load. The result of investigations was compared with properties of coatings sprayed with standard WC-12Co/ Fe3O4. Słowa kluczowe: smar stały, powłoka kompozytowa, płomieniowe natryskiwanie naddźwiękowe. Streszczenie Materiały nanostrukturalne stwarzają nowe możliwości, które pozwalają na tworzenie struktur kompozytowych o właściwościach znacznie lepszych niż te otrzymywane z materiałów konwencjonalnych. Takie rozwiązanie umożliwia łączenie wybranych właściwości różnych nanomateriałów w celu uzyskania kompozytu, który będzie posiadał wymagane właściwości wytrzymałościowe, tribologiczne, cieplne i inne. W przypadku kompozytów zawierających smar stały składają się one z nanostrukturalnej matrycy zapewniającej wytrzymałość mechaniczną i równomiernie rozłożonego nanostrukturalnego smaru stałego. W artykule przedstawiono badania właściwości tribologicznych płomieniowo natryskanego naddźwiękowo kompozytu będącego mieszaniną nanostrukturalnego proszku WC-12Co i nanostrukturalnego proszku Fe3O4 o właściwościach smaru stałego. Powłoki kompozytowe zostały natryskane z użyciem systemu do płomieniowego natryskiwania naddźwiękowego Hybrid Diamond Jet. Tester tribologiczny T-01 typu kulka-pierścień został użyty do zbadania współczynnika tarcia na podstawie pomiaru siły tarcia otrzymanej w wyniku ciągłego pomiaru przy ustalonym obciążeniu. Wyniki badań zostały porównane z właściwościami powłok płomieniowo natryskanymi naddźwiękowo z konwencjonalnych proszków WC-12Co/Fe3O4.

Optical study of plasma sprayed hydroxyapatite coatings deposited at different spray distance

Series of hydroxyapatite (HA) coatings deposited on titanium substrate at different spray (plasma gun to workpiece) distance were investigated. The optical methods as dark field confocal microscopy, Raman/PL and UV-VIS spectroscopy were used for study the influence of deposition process on structural degradation of HA precursor. The hydroxyl group concentration was investigated by study the OH mode intensity in the Raman spectra. Optical absorption coefficients at near UV region were analyzed by Diffuse Reflectance Spectroscopy. PL intensity observed during Raman measurement was also considered as relation to defects concentration and degradation level. It was confirmed the different gunsubstrate distance has a great impact on structure of deposited HA ceramics.

Influence of plasma spraying deposition process on optical properties of hydroxyapatite

Hydroxyapatite (HAp) is a well-known bioceramic, nonorganic material of the bones of the vertebrate responsible for their mechanical durability. In human bones it occupies 60-80 % of the volume depending on a number of factors. Synthetic HAp is valued in bone endoprosthetic to its high biocompatibility. It is widely used to fill cavities of bone and as the coating of bone implants to increase their biocompatibility and adhesion to bone surface. In this paper a diffuse reflectance spectra of plasma-spraying deposited hydroxyapatite were presented and compared with pure powder samples. Optical band gap were estimated basing on Kubelka-Munk functions and Tauc plot extrapolation. We found that deposition process affects the value of band gap.