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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ BÙI VĂN KHOẢN 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 NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CƠNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ BÙI VĂN KHOẢN 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 NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội - 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết trình bày Luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 06 tháng năm 2022 Nghiên cứu sinh Bùi Văn Khoản TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Lê Thu Quý TS Phan Thạch Hổ ii LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Lê Thu Quý TS Phan Thạch Hổ tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện, động viên suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Viện Nghiên cứu Cơ khí, lãnh đạo, chuyên viên Thầy Trung tâm đào tạo Viện, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Lãnh đạo Khoa Cơ khí - trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên hỗ trợ kinh phí tạo điều kiện thời gian trình học tập nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy, Khoa Cơ khí đồng nghiệp đóng góp ý kiến, hỗ trợ tơi q trình học tập, nghiên cứu thực luận án Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tồn thể gia đình, bạn bè, người ln chia sẻ, động viên, giúp đỡ học tập, nghiên cứu hoàn thành Luận án Hà Nội, ngày 06 tháng năm 2022 Nghiên cứu sinh Bùi Văn Khoản iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC BẢNG x MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Luận án Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Các đóng góp luận án CHƯƠNG 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 10 1.2.3 Phun HVOF 11 1.2.4 Phun nổ 11 1.2.5 Phun nguội 12 1.2.6 Phun plasma 13 1.2.7 So sánh phương pháp phun phủ nhiệt 14 1.3 Những kết nghiên cứu ứng dụng phun plasma chế tạo lớp phủ sở Al2O3 15 1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng phun phủ nhiệt Việt Nam 19 KẾT LUẬN CHƯƠNG 23 2.1 Đặc trưng cấu trúc hình thành lớp phủ phun nhiệt 24 2.1.1 Những quan điểm lý thuyết hình thành lớp phủ 24 2.1.1.1 Lý thuyết Pospisil - Sehyl .24 2.1.1.2 Lý thuyết Schoop 24 2.1.1.3 Lý thuyết Karg, Katsch, Reininger 25 2.1.1.4 Lý thuyết Schenk .25 2.1.2 Cấu trúc lớp phủ 25 2.2 Nguyên lý chung phương pháp phun plasma 26 2.2.1 Thiết bị phun plasma 27 iv 2.2.2.1 Các phận hệ thống phun plasma 27 2.2.2.2 Cấu tạo súng phun plasma 28 2.2.2.3 Quá trình hình thành lớp phủ .29 2.2.3 Vật liệu phủ plasma 30 2.3 Các thuộc tính lớp phủ plasma 30 2.3.1 Đặc điểm cấu trúc 30 2.3.2 Các đặc tính học lớp phun phủ plasma 31 2.3.2.1 Độ bền bám dính .31 2.3.2.2 Độ cứng .32 2.4.2.3 Độ xốp 33 2.3.2.4 Độ bền mài mòn 34 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ plasma 35 2.4.1 Ảnh hưởng vật liệu phun 35 2.4.2 Ảnh hưởng thiết bị phun 35 2.4.3 Ảnh hưởng chế độ công nghệ phun 36 2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng khác 37 KẾT LUẬN CHƯƠNG 38 3.1 Vật liệu, thiết bị thực nghiệm 39 3.1.1 Vật liệu thực nghiệm 39 3.1.1.1 Vật liệu .39 3.1.1.2 Vật liệu phun 40 3.1.2 Thiết bị phun plasma 41 3.1.2.1 Bộ phận cấp bột phun 43 3.1.2.2 Hệ thống điều khiển máy phun 44 3.1.2.3 Súng phun 45 3.1.2.4 Thiết bị hỗ trợ khác 45 3.2 Thực nghiệm thăm dò xác định khoảng giá trị thực nghiệm 45 3.3 Xây dựng mơ hình thực nghiệm 47 3.3.1 Thiết kế thực nghiệm theo phương pháp Taguchi 47 3.3.2 Phân tích phương sai 51 3.3.3 Phương pháp xây dựng hàm hồi quy 52 3.3.4 Tối ưu đa mục tiêu tiêu đánh giá tổng thể (OEC) 54 3.3.4.1 Tổng quan tối ưu đa mục tiêu: 54 3.3.4.2 Chỉ tiêu đánh giá tổng thể OEC [114] 56 v 3.3.4.3 Xây dựng OEC [114] 56 3.4 Quy trình phun thực nghiệm 58 3.5 Kỹ thuật phun 65 3.6 Phương pháp đánh giá tính chất lớp phủ 66 3.6.1 Độ xốp lớp phủ 66 3.6.2 Độ cứng tế vi lớp phủ 66 3.6.3 Độ bền bám dính lớp phủ với bề mặt 68 3.6.4 Đo hệ số ma sát 70 3.6.5 Cấu trúc lớp phủ thơng qua phân tích SEM/EDX 72 3.6.6 Phân tích XRD xác định thành phần pha lớp phủ 74 KẾT LUẬN CHƯƠNG 75 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 76 4.1 Kết thực nghiệm phun mẫu 76 4.2 Cấu trúc thành phần pha lớp phủ 77 4.2.1 Cấu trúc lớp phủ 77 4.2.2 Phân tích thành phần pha lớp phủ 81 4.3 Kết đo mức độ ảnh hưởng thông số phun đến độ cứng lớp phủ 83 4.3.1 Kết đo độ cứng lớp phủ mẫu thực nghiệm 83 4.3.2 Mức độ ảnh hưởng thông số phun tới độ cứng lớp phủ 84 4.3.3 Thí nghiệm kiểm chứng đo độ cứng lớp phủ 90 4.4 Kết đo mức độ ảnh hưởng thông số phun tới hệ số ma sát lớp phủ 91 4.4.1 Kết đo hệ số ma sát lớp phủ mẫu thực nghiệm 91 4.4.2 Mức độ ảnh hưởng thông số phun tới hệ số ma sát lớp phủ 92 4.4.3 Thí nghiệm kiểm chứng đo hệ số ma sát lớp phủ 94 4.5 Kết đo độ bền bám dính mức độ ảnh hưởng thông số phun 95 4.5.1 Kết đo độ bền bám dính lớp phủ mẫu thực nghiệm 95 4.5.2 Mức độ ảnh hưởng thông số phun tới độ bền bám dính lớp phủ 96 4.5.3 Thí nghiệm kiểm chứng đo độ bám dính trượt lớp phủ 101 4.6 Kết đo độ xốp mức độ ảnh hưởng thông số phun 102 4.6.1 Kết đo độ xốp lớp phủ mẫu thực nghiệm 102 4.6.2 Mức độ ảnh hưởng thông số phun tới độ xốp lớp phủ 103 4.6.3 Thí nghiệm kiểm chứng đo độ xốp lớp phủ 106 4.7 Xác định mức thông số công nghệ I, L, M đáp ứng đồng thời tiêu tính lớp phủ 107 vi KẾT LUẬN CHUNG 114 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 116 PHỤ LỤC 125 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Ý nghĩa ký hiệu AS Arc spray - Phun hồ quang điện ANOVA Analysis of variance - Phân tích phương sai APS Air plasma spray-Phun plasma khơng khí ASM/TSS Hội vật liệu Mỹ / Hội phun phủ nhiệt Mỹ a1, a2, , a10 Các hệ số phương trình CS Cold spray-Phun nguội CF Hệ số điều chỉnh CAPS Controlled-Atmosphere Plasma Spraying - Phun plasma khí có kiểm sốt D Phương sai 10 d, d’ Kích thước vết đâm mũi đâm đo độ cứng 11 DGS Detonation gun spray - Phun nổ 12 DOE Thiết kế thí nghiệm 13 EDX/EDS Energy-dispersive X-ray spectroscopy - Phổ tán xạ lượng tia X 14 Fms Lực ma sát 15 F Lực thử mẫu 16 Fs Giá trị thống kê Fisher 17 F1 Diện tích bề mặt xung quanh lớp phủ tiếp xúc với mẫu, mm2 18 f(BD) Hàm số quan hệ độ bền bám dính thông số phun 19 f(HV) Hàm số quan hệ độ cứng thông số phun 20 fj Bậc tự yếu tố 21 ft Bậc tự thực nghiệm 22 ETSA Hiệp hội phun nhiệt châu Âu 23 h Chiều rộng lớp phủ (mm) 24 HV Độ cứng Vickers 25 HVOF High velocity oxy fuel - Phun oxy nhiên liệu tốc độ cao 26 I Cường độ dòng điện phun, A 27 ITSC Hội nghị phun phủ nhiệt nhiệt giới 28 IPS Inert plasma spraying - Phun plasma trơ 29 J Yếu tố ảnh hưởng 30 j Số mức yếu tố J 31 JTSS Hiệp hội phun phủ nhiệt Nhật Bản viii 32 k Hệ số tổn thất 33 L Khoảng cách phun, (mm) 34 La Khoảng cách hai đường phun liên tiếp 35 L9 Mảng trực giao L9 theo Taguchi 36 M Lưu lượng cấp bột 37 m Trung bình giá trị S/N 38 Mij Trung bình S/N ứng với mức i 39 MRWSN Multi-Response optimization using multiple regression Based weighted signal-to-noise ratio - Tối ưu đa mục tiêu dựa hồi quy trọng số ảnh hưởng thông qua tỷ số S/N 40 MS Trung bình bình phương 41 MDS Độ lệch trung bình bình phương 42 n Tổng số thí nghiệm thực 43 Nji Số thử nghiệm yếu tố j mức i 44 N Tải trọng tác dụng 45 OAs Mảng trực giao 46 OEC Chỉ tiêu đánh giá tổng thể 47 p Áp suất khí 48 PFS Powder flame spray - Phun khí cháy với bột phun 49 Pj Phần trăm phân bố ảnh hưởng yếu tố 50 Pi Lực nén (kg) 51 q Lượng nhiệt 52 Re Chỉ số Reynolds 53 R Hệ số xác định hàm số 54 Radj Hệ số xác định điều chỉnh hàm số 55 RSS Residual Sum of Squares - Tổng bình phương cịn lại 56 SEM Scanning Electron Microscope - Kính hiển vi điện tử quét 57 Sj Tổng bình phương phương sai 58 S/N Tỉ số tín hiệu/nhiễu 59 SST Total sum of squares - Tổng số bình phương 60 ST Sum of squares - Tổng bình phương 61 SS Tổng bình phương độ lệch 62 T Nhiệt độ 63 T0 Tổng nhiệt độ trạng thái tốt 64 T1 Tổng kết thực nghiệm 65 Vj Bình phương trung bình yếu tố ix 66 v Vector vận tốc 67 VPS Vaccum plasma spray - Phun plasma chân không 68 Wj Trọng số tiêu chí 69 dd kY Giá trị đáp ứng dự đốn tiêu chí k x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Những thuộc tính số phương pháp phun nhiệt phổ biến 14 Bảng 3.1 Thành phần hóa học tính thép C45 [113] 39 Bảng 3.2 Một số kết thí nghiệm thăm dò 46 Bảng 3.3 Phương án thí nghiệm Taguchi 49 Bảng 3.4 Thông số chế độ phun mẫu 50 Bảng 3.5 Thông số máy đo độ nhám SJ-410 MITUTOYO 59 Bảng 3.6 Kết khảo sát lưu lượng cấp bột 61 Bảng 3.7 Thơng số chế độ phun lớp lót 64 Bảng 4.1 Kết đo độ cứng lớp phủ lô mẫu thực nghiệm 83 Bảng 4.2 Các thông số phun nghiên cứu mức giá trị tương ứng 84 Bảng 4.3 Bảng thông số phun thực nghiệm theo mảng trực giao L9 85 Bảng 4.4 Mức tác động trung bình thơng số phun tới độ cứng qua tỷ số S/N 85 Bảng 4.5 Phân tích phương sai cho độ cứng 86 Bảng 4.6 Kết đo độ cứng mẫu kiểm chứng 90 Bảng 4.7 Bảng kết đo hệ số ma sát 91 Bảng 4.8 Phân tích ANOVA kết đo hệ số ma sát lớp phủ mẫu thực nghiệm 92 Bảng 4.9 Kết đo hệ số ma sát mẫu kiểm chứng 95 Bảng 4.10 Kết đo độ bền bám dính thí nghiệm 95 Bảng 4.11 Giá trị S/N tương ứng với thí nghiệm 97 Bảng 4.12 Kết phân tích ANOVA dựa tỷ số S/N 98 (HV) Độ bám dính trượt (MPa) Độ xốp (%) 400 90 1,7 443,8 43,33 8,51 0,8102 1,5235 -1,8285 400 110 1,9 464,2 47,11 7,72 0,9703 1,0623 -0,2623 400 130 2,1 477,0 41,64 9,08 0,8599 1,3525 -1,3114 500 90 1,9 441,8 58,22 6,16 1,1457 0,7618 1,1815 500 110 2,1 521,4 54,24 6,85 1,2997 0,5920 2,2769 500 130 1,7 541,8 48,13 6,33 1,2959 0,5954 2,2517 600 90 2,1 602,0 57,43 5,51 1,6662 0,3602 4,4347 600 110 1,7 523,6 52,54 4,07 1,4197 0,4962 3,0437 600 130 1,9 593,2 56,84 4,30 1,6902 0,3500 4,5590 Giá trị lớn tiêu chí đơn lẻ (Gmaxj) 602,0 58,22 9,08 Giá trị nhỏ tiêu chí đơn lẻ (Gminj) 441,8 41,64 4,07 Trọng số tiêu chí (wj) 0,5 0,25 0,25 Từ bảng kết OEC thu ta tính tỷ lệ S/N theo đặc trưng chất lượng lớn tốt hơn, Lúc toán trở nghiên cứu mức độ ảnh hưởng thông số (I, L, M) tới OEC tính cho đơn mục tiêu Việc lựa chọn trọng số tiêu chí phụ thuộc mục đích tốn, hàm mục tiêu cần độ cứng cao ta chọn trọng số cho tiêu chí độ cứng lớn, chọn tương tự cho hai tiêu chí cịn lại cho tổng tiêu chí Sau chạy phần mềm Bảng 4.18 109 Bảng 4.18 Phân mức tỷ lệ ảnh hưởng yếu tố tới OEC Số thí nghiệm Giá trị OEC 0,8102 0,9703 0,8599 1,1457 1,2997 1,2959 1,6662 1,4197 1,6902 Trung bình kết thử nghiệm m (OEC) 1,24 Tổng kết thực nghiệm (T1) 11,16 Hệ số điều chỉnh yếu tố (CF) 13,8329 Bậc tự thực nghiệm (fT) Phân mức cho thông số (mji) mI1 -1,13 mI2 1,90 mI3 4,01 mL1 1,26 mL2 1,69 mL3 1,83 mM1 1,16 mM2 1,83 mM3 1,80 Tổng bình phương yếu tố (Sj) SI 0,76056 SL 0,0088 SM 0,0187 Tổng bình phương thí nghiệm (ST) 0,834 Bậc tự yếu tố (fj) fI fL fM Bình phương trung bình yếu tố (Vj) VI 0,3803 VL 0,0044 VM 0,0094 Phần trăm ảnh hưởng yếu tố (Pj) PI 96,5 PL 1,12 PM 2,38 110 Từ kết Bảng 4.14 ta xác định biểu đồ phân mức biểu đồ thể phần trăm ảnh hưởng thông số I, L, M tới số đánh giá tổng thể OEC sau: Hình 4.25 Biểu đồ phân mức yếu tố I, L, M cho số đánh giá tổng thể OEC Hình 4.26 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm ảnh hưởng yếu tố I, L, M tới số đánh giá tổng thể OEC Biểu đồ phân mức yếu tố cho thấy: để số OEC đạt cao mức tối ưu thơng số cơng nghệ phun là: I3, L3, M2 Với kết hợp số đánh giá tổng thể OEC đạt: ( ) ( ) ( ) ( )3 1,67optOEC OEC I OEC L OEC M OEC     = + − + − + − =  (4-6) Chỉ số OEC với mức tối ưu tìm bên (1.67) lớn hai lần so với giá trị trung bình (1,24), chứng tỏ kết tối ưu đa mục tiêu thông qua số OEC đạt cao Theo biểu đồ thể phần trăm ảnh hưởng yếu tố tới OEC 111 dịng phun có ảnh hưởng nhiều tới OEC hay nói cách khác ảnh hưởng nhiều tới tiêu tính lớp phủ (96,5%) Tiếp đến lưu lượng cấp bột (2,38%) khoảng cách phun (1,12%) Sau có kết mức tối ưu thông số công nghệ tới số đánh giá tổng thể OEC việc dự đốn kết tối ưu cho tiêu chí đơn lẻ ứng với mức tìm thơng qua số đánh giá tính theo cơng thức (3-29) dd () r kkk i i YTjT = = + − (4-7) Với j yếu tố ảnh hưởng tới hàm mục tiêu (j = I, L, M); i mức tối ưu yếu tố j tìm từ số đánh giá tổng thể OEC giá trị trung bình lần thử ứng với tiêu chí riêng lẻ k; r số mức yếu tố j điều kiện thử nghiệm; dd kY giá trị đáp ứng dự đốn tiêu chí k ứng với mức tối ưu yếu tố tìm thông qua số đánh giá tổng thể OEC Kết tổng hợp Bảng 4.19 Qua kết cho thấy, phun với dòng phun 600 A, khoảng cách phun 130 mm, lưu lượng cấp bột 1,9 kg/h thu tiêu tính tìm gồm độ cứng, độ bám dính trượt, độ xốp lại nhỏ tiêu chí đơn lẻ Tuy nhiên độ sai lệch lớn với độ xốp 8,99%, độ cứng 5,44% Như vậy, sử dụng số OEC để đánh giá đồng thời nhiều tiêu chí cho tính lớp phủ Bảng 4.19 Kết dự đốn tiêu chí riêng lẻ ứng với mức tối ưu thơng số tính theo OEC Chỉ tiêu đơn lẻ Kết tối ưu dự đốn theo tiêu chí đơn lẻ Kết tối ưu dự đốn tính theo OEC Phần trăm sai lệch Độ cứng 619,54 HV 585,8 HV 5,44% Độ bám dính trượt 60,55 MPa 56,4 MPa 6,85% Độ xốp 3,89% 4,24% 8,99% 112 KẾT LUẬN CHƯƠNG Quá trình thực nghiệm, đánh giá, phân tích, thu kết sau: Sử dụng phương pháp phun plasma để tạo lớp phủ Al2O3-40TiO2 thành công lên vật liệu thép C45 có dạng phẳng Lớp phủ plasma tạo thành từ bột phun Al2O3-40TiO2 có độ cứng, độ bám dính trượt cao Sự ảnh hưởng ba thơng số phun dịng điện phun, khoảng cách phun, lưu lượng cấp bột làm cho độ cứng, độ bền bám dính, độ xốp, hệ số ma sát thay đổi Đã phân tích cấu trúc bột phun, cấu trúc lớp phủ để từ có sở đánh giá tiêu tính lớp phủ Kết phân tích XRD xác định thành phần pha mẫu lớp phủ so với thành phần pha bột phun ban đầu cho thấy, tùy thuộc chế độ phun mẫu tác dụng lượng plasma, có chuyển biến pha với hình thành số pha γ-Al2O3 (chuyển biến từ α-Al2O3), rutile-TiO2 (chuyển biến từ anatas-TiO2), Al2TiO5 (kết hợp Al2O3 TiO2) Kết nghiên cứu đánh giá mức độ ảnh hưởng thông số phun đến tiêu tính lớp phủ (nghiên cứu đơn mục tiêu): - Độ cứng lớp phủ: Xác định thông số phun miền khảo sát để đạt độ cứng lớn (I = 600 A, L = 130 mm, M = 2,1 kg/h); Xác định phần trăm ảnh hưởng thông số phun tới độ cứng lớp phủ (dòng điện phun I với 79,2% > khoảng cách phun L với 12,2% > lưu lượng cấp bột M với 8,6%); Xây dựng hàm toán học bậc biểu thị mối quan hệ thông số phun với độ cứng lớp phủ theo biểu thức (4-2) - Hệ số ma sát lớp phủ: Xác định thông số phun miền khảo sát để đạt hệ số ma sát nhỏ (I = 600 A, L = 130 mm, M = 2,1 kg/h); Xác định phần trăm ảnh hưởng thông số phun tới độ cứng lớp phủ (dòng điện phun I với 80,1% > lưu lượng cấp bột M với 12,3% > khoảng cách phun L với 7,6%); Xây dựng hàm toán học bậc biểu thị mối quan hệ thông số phun với độ cứng lớp phủ theo biểu thức (4-3) - Độ bám dính trượt lớp phủ: Xác định thông số phun miền khảo sát để đạt độ bám dính trượt lớn (I = 600 A, L = 90 mm, M = 1,9 kg/h); Xác định phần trăm ảnh hưởng thơng số phun tới độ bám dính trượt lớp phủ (dòng điện phun I với 73,9% > lưu lượng cấp bột M với 17,8% > khoảng cách phun L với 8,3%); Xây dựng hàm toán học bậc biểu thị mối quan hệ thông số phun với độ cứng lớp phủ theo biểu thức (4-4) - Độ xốp lớp phủ: Xác định thông số phun miền khảo sát để đạt độ xốp nhỏ (I = 600 A, L = 110 mm, M = 1,9 kg/h); Xác định phần trăm ảnh 113 hưởng thông số phun tới độ xốp lớp phủ (dòng điện phun I với 90,2% > lưu lượng cấp bột M với 8,1% > khoảng cách phun L với 1,7%); Xây dựng hàm toán học bậc biểu thị mối quan hệ thông số phun với độ xốp lớp phủ theo biểu thức (4-5) Kết nghiên cứu đa mục tiêu đánh giá mức độ ảnh hưởng đồng thời thông số phun: Sử dụng số đánh giá tổng thể OEC tìm thơng số cơng nghệ tối ưu (I = 600 A, L = 110 mm, M = 1.9 kg/h) đáp ứng đồng thời tiêu chí đầu ra: độ cứng = 585,6 HV, độ bám dính trượt = 56,4 MPa, độ xốp = 4,24% Viết code phần mềm Matlab để xây dựng mối quan hệ thông số phun tới tiêu tính đầu lớp phủ (xem Phụ lục) 114 KẾT LUẬN CHUNG Dựa kết trình bày chương cơng bố có liên quan nghiên cứu sinh nhóm nghiên cứu, luận án bám sát mục tiêu nghiên cứu đặt ra, chế tạo lớp phủ plasma hệ gốm Al2O3-40TiO2 thép cacbon C45 nghiên cứu ảnh hưởng thơng số cơng nghệ phương pháp phun phủ plasma đến chất lượng lớp phủ làm việc điều kiện chịu mài mịn Các kết luận án tổng hợp sau: Dựa điều kiện thí nghiệm sở đào tạo, lựa chọn nghiên cứu sâu ảnh hưởng thông số phun đến chất lượng lớp phủ bao gồm cường độ dòng điện phun (I), khoảng cách phun (L) lưu lượng cấp bột phun (M) Độ cứng tế vi, độ bền bám dính, độ xốp hệ số ma sát tiêu tính chất quan trọng lớp phủ đánh giá phân tích Sử dụng phương pháp Taguchi kết hợp với phân tích phương sai ANOVA xác định phần trăm ảnh hưởng thông số công nghệ phun đến tiêu chất lượng đầu Luận án xây dựng thông số phun tối ưu đơn mục tiêu nhằm đạt tiêu độ cứng cao (619,54 HV); hệ số ma sát thấp (0,49); độ bền bám dính trượt cao (60,52 MPa); độ xốp thấp (3,92%) Sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu, xây dựng phương trình hàm hồi quy thực nghiệm bậc thể mối quan hệ độ cứng, độ bền bám dính, độ xốp hệ số ma sát lớp phủ với thông số công nghệ phun I-L-M để dự đoán chất lượng lớp phủ Thông qua tiêu đánh giá tổng thể OEC, phân tích xác định thơng số phun tối ưu (I = 600 A; L = 110 mm; M = 1,9 kg/h) đảm bảo đồng thời tiêu tính đầu lớp phủ (độ cứng 585,6 HV; độ bám dính trượt 56,4 MPa; độ xốp 4,24%), sai lệch so với kết tối ưu đơn mục tiêu mức thấp (< 10%) Các kết nghiên cứu tối ưu đơn mục tiêu đa mục tiêu cho thấy số thông số cơng nghệ phun I-L-M cường độ dịng điện phun ln có ảnh hưởng lớn tới tiêu chất lượng lớp phủ, lớn nhiều so với thơng số Kết phân tích XRD xác định thành phần pha mẫu lớp phủ so với thành phần pha bột phun ban đầu cho thấy, tùy thuộc chế độ phun, tác dụng lượng plasma, có chuyển biến pha với hình thành số pha cường độ dịng điện phun tăng, γ-Al2O3 (chuyển biến từ α-Al2O3), rutile-TiO2 (chuyển biến từ anatas-TiO2), Al2TiO5 (kết hợp Al2O3 TiO2) 115 Tuy vậy, luận án chắn nhiều vấn đề chưa nghiên cứu sâu sắc, để cơng trình hồn thiện hơn, nghiên cứu sinh đề xuất số hướng nghiên cứu sau: - Ngồi thơng số cơng nghệ phun khảo sát luận án, cịn có số thơng số phun khác có ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ nên nghiên cứu mở rộng - Để nâng cao tuổi thọ lớp phủ, việc nghiên cứu giải pháp xử lý trước sau phun phủ cần thiết: xử lý nhiệt, xử lý - nhiệt, áp dụng chất bịt thẩm thấu làm giảm độ xốp lớp phủ… 116 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Bùi Văn Khoản, Lê Thu Quý, Phạm Đăng Lộc (2016) Nghiên cứu thành phần cấu trúc bột corindon từ nguồn nguyên liệu nước với định hướng ứng dụng làm vật liệu cho công nghệ phun plasma Tạp chí Khoa học Cơng nghệ - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, Số 12, ISSN 2354-0575 Bùi Văn Khoản, Kiều Đăng Trường, Lê Thu Quý, Lê Đăng Thắng, Ngô Văn Dũng, Nguyễn Quốc Mạnh (2018) Nghiên cứu chế tạo lớp phun phủ plasma Al2O3-TiO2 ứng dụng để nâng cao độ bền chi tiết máy Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 1+2, trang 103-108, ISSN 0866-7056 Phạm Thị Hà, Phạm Thị Lý, Nguyễn Văn Tuấn, Võ An Quân, Bùi Văn Khoản, Lê Thu Quý (2018) Study on the influence of Al2O3 nanoparticles present in aluminum phosphate sealer on the mechanical properties of Al2O3-TiO2 plasma spraying ccoating Hội thảo khoa học “Công nghệ bề mặt ứng dụng chế tạo, phục hồi chi tiết”, Trường Đại học Sao Đỏ, 24/3/2018, tr 7-12 Đinh Văn Chiến, Nguyễn Thanh Phú, Đoàn Thanh Hòa, Bùi Văn Khoản (2019) Optimizating spray parameters of high velocity oxy fuel (plasma) for Cr3C2-NiCr coating, Applied Mechanics and Materials, vol 889, pp.168-176, ISSN: 1662-7482 Hà Minh Hùng, Vũ Dương, Nguyễn Văn Đức, Bùi Văn Khoản Nghiên cứu xác định chiều dày lớp phủ plasma vật liệu gốm Al2O3-TiO2 phương pháp kim tương học Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 1+2 (2022), tr.7-17 Vũ Dương, Hà Minh Hùng, Nguyễn Văn Đức, Bùi Văn Khoản Xác định độ cứng tế vi vật liệu lớp phủ plasma hệ gốm Al2O3-TiO2 bề mặt thép SS400 Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 1+2 (2022), tr.25-32 Bùi Văn Khoản, Lê Thu Quý, Phan Thạch Hổ Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ phun phủ plasma đến độ xốp lớp phủ gốm Al2O3-40TiO2 Hội thảo khoa học quốc gia Nâng cao hiệu hoạt động giảng dạy, nghiên cứu khoa học ứng dụng trường đại học Việt Nam Trường đại học Công nghệ Đông Á, Hà Nội, tháng 9/2022 Tr498-506 ISBN: 978-604-360-477-1 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Chí Bảo (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng lưu lượng tốc độ chuyển động tương đối đầu phun với chi tiết đến chất lượng bề mặt phun phủ cơng nghệ phun nhiệt khí tốc độ cao Luận án tiến sĩ, Trường đại học Mỏ địa chất, Hà Nội [2] Đỗ Quang Chiến (2018-2019), đề tài cấp Bộ Cơng Thương, Nghiên cứu chế tạo hệ lớp phủ có chứa crôm carbide gang công nghệ phun phủ nhiệt để nâng cao độ bền mài mòn làm việc môi trường khắc nghiệt [3] Nguyen Van Tuan, Ly Quoc Cuong, Le Thu Quy, Pham Thi Ha, Pham Thi Ly, Study on corrosion resistance of carbon nanotubes reinforced Al2O3 coating, Vietnam Journal of Science and Technology, Vol 55 (5B): 171-180 (2017) DOI: 10.15625/25252518/55/5B/12223 ISSN 2525-2518 [4] Tuan Nguyen Van, Tuan Anh Nguyen, Quy Le Thu, Ha Pham Thi, (2019), Influence of plasma spraying parameters on microstructure and corrosion resistance of Cr3C2 25NiCr cermet carbide coating, Anti-Corrosion Methods and Materials, https://doi.org/10.1108/ACMM-09-2018-2003 [5] Pham Thi Ha, Nguyen Van Tuan, Le Thu Quy, Nguyen Tuan Anh, Pham Thi Ly, Ly Quoc Cuong, Dao Bich Thuy A study on erosion and corrosion behavior of Cr3C2-NiCr cermet coatings Vietnam Journal of Science and Technology, 56(3B): 42-49, 2018 DOI: 10.15625/2525-2518/56/3B/12785 [6] Phạm Thị Hà, Phạm Thị Lý, Nguyễn Văn Tuấn, Võ An Quân, Bùi Văn Khoản, Lê Thu Quý, Nghiên cứu ảnh hưởng hạt nano Al2O3 có chất bịt nhơm phốt phát đến tính chất lý lớp phun phủ plasma Al2O3-TiO2 Hội thảo khoa học “Công nghệ bề mặt ứng dụng chế tạo, phục hồi chi tiết” Trường Đại học Sao Đỏ, 24/3/2018, tr 7-12 [7] Pham Thi Ha, Pham Thi Ly, Nguyen Van Tuan, Vo An Quan, Le Thu Quy Effects of aluminum phosphate containing Al2O3 nanoparticles on the hardness and wear resistance of the Al2O3-TiO2 plasma sprayed coating Vietnam Journal of Science and Technology 55 (6) (2017) 698-705 DOI: 10.15625/2525-2518/55/6/9026 [8] Phạm Thị Hà, Phạm Thị Lý, Nguyễn Văn Tuấn, Lê Thu Quý (2017), Ảnh hưởng chất điền đầy phốt phát nhôm chứa hạt nano Al2O3 đến khả bảo vệ chống ăn mịn mơi trường NaCl lớp phủ plasma Al2O3-TiO2 Tạp chí hóa học, 55(5E1,2): 49-53 [9] Phạm Thị Hà, Nguyễn Văn Tuấn, Phạm Thị Lý, Lê Thu Quý Nghiên cứu chế tạo lớp phun phủ plasma nanocomposite nhôm oxit có chứa ống nano cacbon (CNTs/Al2O3) cơng nghệ phun phủ plasma Tạp chí Hóa học, 54(5): 570-574, 2016 DOI: 10.15625/0866-7144.2016-00366 [10] Ngô Xuân Cường (2016-2017), Đề tài cấp Bộ Công Thương, Nghiên cứu tạo lớp phủ tổ hợp lên bề mặt chi tiết chống mài mòn ăn mòn mơi trường hóa chất khắc nghiệt có chứa flo [11] Đinh Văn Chiến, Đinh Bá Trụ (2014), Kỹ thuật phun nhiệt tốc độ cao Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [12] Đinh Văn Chiến, Lê Văn Long, Nguyễn Mạnh Tuế (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ phun đến Hình thành, độ bám dính trượt độ xốp lớp phủ công nghệ phun nổ, Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc, Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ 10, 118 Thái Nguyên [13] Trần Văn Dũng (2012), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun phủ để nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết máy, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Nghiên cứu Cơ khí, Hà Nội [14] Lý Quốc Cường (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt đến cấu trúc, tính chất hệ lớp phủ kép nhôm hợp kim Ni-20Cr thép, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam [15] Hồng Văn Gợt (2002), Nghiên cứu ảnh hưởng số yêu tố cơng nghệ đến độ bền bám dính lớp phủ kim loại phun phương pháp nhiệt khí Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [16] Uông Sĩ Áp (2006), Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ phun phủ nhiệt khí để tạo bề mặt có độ chịu mài mịn bám dính cao phục hồi chi tiết máy có chế độ làm việc khắc nghiệt, Đề tài khoa học cấp nhà nước KC 05.10 Viện nghiên cứu khí, Bộ Cơng Thương [17] Phạm Văn Liệu (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ đến chất lượng phục hồi bề mặt trục có hình dáng phức tạp bị mịn cơng nghệ phun phủ Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường đại học Mỏ địa chất, Hà Nội [18] Nguyễn Đăng Bình, Phan Quang Thế (2010), Ma sát, mịn bơi trơn kỹ thuật Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [19] Nguyễn Đăng Bình (2011), Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [20] Lê Thu Quý (2004), Khảo sát công nghệ tạo lớp phun phủ giả hợp kim Zn-Al thép CT3 khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ này, Đề tài cấp sở Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam [21] Nguyễn Văn Tuấn (2017), Nghiên cứu ảnh hưởng xử lý nhiệt đến hệ lớp phủ hợp kim niken crôm kết hợp với chất bịt phốt phát nhôm, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [22] Lục Vân Thương, Hoàng Văn Châu (2011), Ứng dụng công nghệ phun phủ plasma vật liệu hợp kim-gốm tăng độ bền mịn, chịu mài mịn trục máy khoan, doa CNC số chi tiết máy, Tạp chí Cơ khí Việt Nam [23] Nguyễn Trọng Hùng, Phùng Xuân Sơn (2016), Giáo trình thiết kế thực nghiệm chế tạo máy, Nhà xuất Xây dựng [24] Hoàng Tùng (1999), Nghiên cứu cơng nghệ phun phủ nhiệt khí bột nhằm nâng cao tuổi thọ phục hồi chi tiết, Đề tài khoa học cấp Nhà nước, Mã số KHCN 05-07-03 [25] Bùi Minh Trí (2005), Xác xuất thống kê quy hoạch thực nghiệm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [26] Hoàng Tùng (2006), Công nghệ phun phủ ứng dụng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [27] Nguyễn Quốc Vũ (2009), Nghiên cứu áp dụng công nghệ phun phủ kim loại để xử lý bề mặt trống sấy thay mạ Crom, thiết bị chế biến tinh bột biến tính tiền hồ hóa quy mơ cơng nghiệp, Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp, Đề tài cấp Bộ Công Thương, Mã số 256-08 RD/HĐ-KHCN [28] Nghiêm Hùng (2000), Vật liệu học sở, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 119 [29] Nguyễn Dỗn Ý, (2008), Giáo trình ma sát mịn bôi trơn, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [30] Phạm Thị Lý, Nguyễn Văn Tuấn, Võ An Quân (2016), Chế tạo nghiên cứu tính chất lớp phủ gốm composite Al2O3-40%TiO2 thẩm thấu với phốt phát nhơm có chứa Al2O3 kích thước nano, Đề tài khoa học cấp Viện hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [31] Nguyễn Đăng Bình (2011), Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [32] Lê Thu Quý (2012), Nghiên cứu chế tạo lớp phủ hợp kim niken crôm công nghệ phun phủ hồ quang điện để bảo vệ chống ăn mịn cho chi tiết máy bơm cơng nghiệp làm việc mơi trường axít, Đề tài khoa học cấp Viện hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [33] Lê Thu Quý (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố mơi trường khí Hà Nội tới tốc độ ăn mòn lớp phun phủ kẽm chế tạo Viện Kỹ thuật nhiệt đới Đề tài cấp sở Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện KH&CN Việt Nam [34] Bùi Thị Thanh Huyền, Hồng Thị Bích Thủy, Lê Thu Quý, Nghiên cứu làm việc hệ anot lớp kẽm phun bề mặt bê tơng hệ thống bảo vệ ca tốt Tạp chí KHCN xây dựng, Số 3/2008 (144), 26-30 (2008) (ISSN 1859-1566) [35] Đỗ Thanh Tùng (2021), Nghiên cứu ứng dụng lớp phủ mạ xoa composite Ni/nanoAl2O3 để phục hồi kích thước bị mòn cho trục máy phát điện nhà máy thủy điện Hội nghị khí tồn quốc VI, mã số NSCME2021-95, 4-5/11/2021, TP HCM [36] Nguyễn Thanh Phú (2019), Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ phun phủ HVOF đến chất lượng lớp phủ bề mặt chi tiết làm việc điều kiện khắc nghiệt bị mòn, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Nghiên cứu Cơ khí [37] Crowe, Clayton, Martin Sommerfeld, and Yutaka Tsuji Multiphase Flows with Ž, 1998 [38] Zhang, D., S J Harris, and D G McCartney Microstructure formation and corrosion behaviour in HVOF-sprayed Inconel 625 coatings Materials Science and Engineering: A 344.1-2 (2003): 45-56 [39] Davis JR (2004), Thermal Spray Processes-Handbook of Thermal Spray Technology USA, ASM International [40] Praveen, Ayyappan Susila, et al Optimization and erosion wear response of NiCrSiB/WC–Co HVOF coating using Taguchi method, Ceramics International 42.1 (2016): 1094-1104 [41] Arvidsson, P E Plasma and HVOF sprayed coatings of Alloy 625 and 718, Thermal Spray Coatings, Properties, Processes and Applications (1991): 295-301 [42] Karger-Kocsis, J., et al Dry friction and sliding wear of EPDM rubbers against steel as a function of carbon black content, Wear 264.3-4 (2008): 359-367 [43] JIS H 8666:1980, Test methods for build-up thermal spraying [44] Standard, A S T M Standard test method for microindentation hardness of material ASTM Int 384 (2017): 1-40 Materials [45] ASTM B276-21, Standard Test Method for Apparent Porosity in Cemented Carbides [46] Fang, W., et al Processing optimization, surface properties and wear behavior of 120 HVOF spraying WC–CrC–Ni coating, Journal of materials processing technology 209.7 (2009): 3561-3567 [47] Drexler, Julie M., et al Jet engine coatings for resisting volcanic ash damage, Advanced Materials 23.21 (2011): 2419-2424 [48] Fogliatto, Flavio S A survey of techniques for optimizing multiresponse experiments, Anais XVIII ENEGEP Niteroi (1998) [49] Zhao, H X., et al Slurry erosion of plasma-sprayed ceramic coatings, Surface and Coatings Technology 115.2-3 (1999): 123-131 [50] Golkar, Golnoush, and Seyed Mojtaba Zebarjad, Optimizing the ignition behavior of microwave-combustion synthesized Al2O3/TiC composite using Taguchi robust design method Journal of Alloys and Compounds 487.1-2 (2009): 751-757 [51] Surajit, Pal, and G Kumar Multi-response optimization using multiple regressionbased weighted signal-to-noise ratio Qual Eng 22 (2010): 336-350 [52] Roy, Ranjit K, Design of experiments using the Taguchi approach: 16 steps to product and process improvement John Wiley & Sons, 2001 [53] Barrett, J Douglas Taguchi's quality engineering handbook (2007): 224-225 [54] Parr, William C Introduction to quality engineering: Designing quality into products and processes (1989): 255-256 [55] Unal, Resit, and Edwin B Dean Taguchi approach to design optimization for quality and cost: an overview 1991 Annual Conference of the International Society of Parametric Analysts 1990 [56] Model 3710 Plasma Control Console Operator’s Manual, Praxair [57] Powder Ref: P220/35, Metallisation [58] Miranda, Felipe, et al Atmospheric plasma spray processes: From micro to nanostructures Atmospheric Pressure Plasma-from Diagnostics to Applications IntechOpen, 2018 [59] Bounazef, Mokhtar, et al Effect of APS process parameters on wear behaviour of alumina–titania coatings, Materials letters 58.20 (2004): 2451-2455 [60] ASTM E92-82 Standard test method for Vickers hardness of metallic materials (2003) [61] Palacio, C C., et al Effect of the mechanical properties on drilling resistance of Al2O3–TiO2 coatings manufactured by atmospheric plasma spraying, Surface and Coatings Technology 220 (2013): 144-148 [62] Beuth verlag GmbH B DIN EN 657 1–23, DIN EN 657 - 2005 [63] Bai, Yu, et al Fabrication and characterization of suspension plasma-sprayed fluoridated hydroxyapatite coatings for biomedical applications, Journal of Thermal Spray Technology 27.8 (2018): 1322-1332 [64] Kanta, A-F., M-P Planche, and G Montavon Electrochemical characterisations of Al2O3–13% TiO2 coated by atmospheric plasma spray, Plasma Chemistry and Plasma Processing 31.6 (2011): 867-877 [65] Ahn, Jeehoon, et al Correlation of microstructure and wear resistance of Al2O3TiO2 coatings plasma sprayed with nanopowders, Metallurgical and materials transactions A 37.6 (2006): 1851-1861 121 [66] Zhang, J J., et al Corrosion of plasma sprayed NiCrAl/Al2O3–13 wt-% TiO2 coatings with and without sealing, Surface engineering 28.5 (2012): 345-350 [67] Powder technical, application & safety, Aluminium Oxide 87% Titanium Dioxide 13%, Metallisation [68] Powder technical, application & safety, Aluminium Oxide 60% Titanium Dioxide 40%, Metallisation [69] 2016 Thermal Spray Materials Guide - Aerospace materials handbook [70] Ferrer, MK, and Sherman D Brown Delayed Failure of Plasma‐Sprayed Al2O3 Applied to Metallic Substrates, Journal of the American Ceramic Society 64.12 (1981): 737-743 [71] Vernhes, Luc, et al HVOF coating case study for power plant process control ball valve application Journal of thermal spray technology 22.7 (2013): 1184-1192 [72] Pfender, E Fundamental studies associated with the plasma spray processs, Surface and Coatings Technology 34.1 (1988): 1-14 [73] C C Berndt, et al (1991), Journal of Thermal Spray Technology, Volume 27 [74] Boulos, Maher I., Pierre L Fauchais, and Emil Pfender Handbook of thermal plasmas New York, NY, USA: Springer International Publishing, 2019 [75] Yılmaz, Ramazan, et al Effects of TiO2 on the mechanical properties of the Al2O3– TiO2 plasma sprayed coating, Journal of the European Ceramic Society 27.2-3 (2007): 1319-1323 [76] Yin, Zhijian, et al Evaluating microhardness of plasma sprayed Al2O3 coatings using Vickers indentation technique, Journal of Physics D: Applied Physics 40.22 (2007): 7090 [77] Shi, Shangzhao, and Jiann-Yang Hwang Plasma spray fabrication of near-netshape ceramic objects, Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering 2.2 (2003): 145-150 [78] Jordan, Eric H., et al Fabrication and evaluation of plasma sprayed nanostructured alumina–titania coatings with superior properties Materials Science and Engineering: A 301.1 (2001): 80-89 [79] Zum Gahr, K-H., W Bundschuh, and B Zimmerlin Effect of grain size on friction and sliding wear of oxide ceramics, Wear 162 (1993): 269-279 [80] Yusoff, N H., et al Characterisations of Al2O3‐13% Wt TiO2 deposition on mild steel via plasma spray method, AIP Conference Proceedings Vol 1315 No American Institute of Physics, 2011 [81] Kanta, A-F., M-P Planche, and G Montavon Electrochemical characterisations of Al2O3–13% TiO2 coated by atmospheric plasma spray, Plasma Chemistry and Plasma Processing 31.6 (2011): 867-877 [82] McCartney, D G High velocity oxyfuel thermal sprayed coatings: processing, characterisation, and performance, Surface engineering 14.2 (1998): 104-106 [83] McCartney, D G High velocity oxyfuel thermal sprayed coatings: processing, characterisation, and performance, Surface engineering 14.2 (1998): 104-106 [84] S Islak, S Buytoz, E Ersoz, N Orhan, J Stokes, M Saleem Hashmi, I Somunkiran, N Tosun (2012), Effect on microstructure of TiO2 rate in Al2O3-TiO2 composite coating produced using plasma spray method, Optoelectronics and Advanced 122 Materials – Rapid communications, Vol 6, pp 844 – 849 [85] F Vargas, H Ageorges, P Fauchais, M.E López, J.A Calderon (2013), Permeation of saline solution in Al2O3-13wt.% TiO2 coatings elaborated by atmospheric plasma spraying, Surface and Coatings Technology, Vol 220, pp 85–89 [86] Y Wang, S Jiang, M Wang, S Wang, T.D Xiao, P.R Strutt (2000), Abrasive wear characteristics of plasma sprayed nanostructured alumina/titania coatings, Wear, Vol 237, pp 176–185 [87] J Zhang, J He, Y Dong, X Li, D Yan (2007), Microstructure and properties of Al2O3-13% TiO2 coatings sprayed using nanostructured powders, Rare Metals, Vol 26, pp 391–397 [88] M Wang, L.S Leon (2007), Effects of the powder manufacturing method on microstructure and wear performance of plasma sprayed alumina-titania coatings, Surface and Coatings Technology, Vol 202, pp.34 – 44 [89] W Tian, Y Wang, Y Yang, C Li (2009), Toughening and strengthening mechanism of plasma sprayed nanostructured Al2O3-13% TiO2 coatings, Surface and Coatings Technology, Vol 204, pp 642–649 [90] N Hassanuddin, M.J Ghazali, A Muchtar, M.C Isa, A.R Daud (2011), Effects of Al2O3-13% TiO2 coating particle size on commercial mild steel via plasma spray method, Key Engineering Materials, Vol 462–463, pp 645–650 [91] Yao, Sun Hui, Yan Liang Su, and Wen Xian Kao Thermal shock performance of Al2O3/TiO2 air plasma spray coatings, Advanced Materials Research Vol 328 Trans Tech Publications Ltd, 2011 [92] M Vardelle, A Vardelle, P Fauchais, M I Boulos Plasma—particle momentum and heat transfer: Modelling and measurements AIChE Journal, Wiley Online Library - 1983 [93] P Fauchais, A Vardelle thermal plasma IEEE Transactions on plasma science, 1997 [94] Pawlowski, Lech, The science and engineering of thermal spray coatings John Wiley & Sons, 2008 [95] Vardelle, Armelle, et al The 2016 thermal spray roadmap, Journal of thermal spray technology 25.8 (2016): 1376-1440 [96] Espallargas, N Introduction to thermal spray coatings Future development of thermal spray coatings Woodhead Publishing, 2015 1-13 [97] Zum Gahr, K-H., W Bundschuh, and B Zimmerlin Effect of grain size on friction and sliding wear of oxide ceramics Wear 162 (1993): 269-279 [98] Crawner, D Thermal Spray Processes, Handbook of Thermal Spray Technology, J Int ASM (2004) [99] Nuutinen, S., et al A microstructural study of HVOF and VPS sprayed MCrAlY coatings ITSC2001 ASM International, 2001 [100] https://www.springer.com/materials/surfaces+interfaces/journal/11666 [101] Planche, M P., et al Influence of HVOF spraying parameters on in-flight characteristics of Inconel 718 particles and correlation with the electrochemical behaviour of the coating, Surface and coatings technology 157.2-3 (2002): 247-256 [102] Myers, D Friction, Lubrication, and Wear, Surfaces, Interfaces, and Colloids 123 (2002): 448-475 [103] Zhou, Fei, et al Friction characteristic of micro-arc oxidative Al2O3 coatings sliding against Si3N4 balls in various environments, Surface and Coatings Technology 202.16 (2008): 3808-3814 [104] Zhao, Xiaoqin, et al Friction and wear behavior of plasma-sprayed Al2O3-13 wt.% TiO2 Coatings under the lubrication of liquid paraffin, Journal of thermal spray technology 23.4 (2014): 666-675 [105] Roy, Ranjit K Design of experiments using the Taguchi approach: 16 steps to product and process improvement John Wiley & Sons, 2001 [106] TCVN 5047:1990, Hợp kim cứng - Phương pháp xác định độ cứng Vicke [107] Mi P, Ye F (2018), Structure and wear performance of the atmospheric heattreated HVOF sprayed bimodal WC-Co coating Int J Refract Met Hard Mater, 76, 185– 191 [108] Zhan, Xianghua, et al Effects of texture spacing and bulges of bionic sinusoidal texture on the adhesion properties and fracture mechanism of plasma-sprayed coatings, Surface and Coatings Technology 393 (2020): 125772 [109] Julong, Deng Introduction to grey system theory, The Journal of grey system 1.1 (1989): 1-24 [110] Datta S., Bandyopadhyay A., Pal P K (2008), Grey-based Taguchi method for optimiza -tion of bead geometry in submerged arc bead-on-plate welding International Journal of Advanced Manufacturing Technology 39, pp 1136-1143 DOI: 10.1007/s00170-007-1283-6 [111] Chakradhar D, Venu Gopal A (2011), Multi-objective optimization of electrochemical machining of EN31 steel by grey relational analysis International Journal of Modeling and Optimization pp 113-117 DOI: 10.7763/ IJMO.2011.V1.20 [112] Puh, Franko, et al Optimization of machining parameters for turning operation with multiple quality characteristics using Grey relational analysis, Tehnički vjesnik 23.2 (2016): 377-382 [113] Senthilkumar N., Sudha J., Muthukumar V A (2015), Grey-fuzzy approach for optimizing machining parameters and the approach angle in turning AISI 1045 steel Advances in Production Engineering & Management, 10, pp 195-208 DOI: 10.14743/apem2015.4.202 [114] Roy, Ranjit K Design of experiments using the Taguchi approach: 16 steps to product and process improvement John Wiley & Sons, 2001 [115] Heimann, Robert B Plasma-sprayed hydroxylapatite coatings as biocompatible intermediaries between inorganic implant surfaces and living tissue, Journal of Thermal Spray Technology 27.8 (2018): 1212-1237 [116] Yin, Zhijian, et al Evaluating microhardness of plasma sprayed Al2O3 coatings using Vickers indentation technique, Journal of Physics D: Applied Physics 40.22 (2007): 7090 [117] Yılmaz, Ramazan, et al Effects of TiO2 on the mechanical properties of the Al2O3–TiO2 plasma sprayed coating, Journal of the European Ceramic Society 27.2-3 (2007): 1319-1323 [118] Stokes, Joseph The theory and application of the HVOF thermal spray process 124 (2008): 1-14 [119] Orjuela-Guerrero, Fredy Alejandro, José Edgar Alfonso-Orjuela, and Jhon Jairo Olaya-Flórez Effect of V addition on the hardness, adherence and friction coefficient of VC coatings produced by thermo-reactive diffusion deposition, Dyna 82.194 (2015): 178-184 125 PHỤ LỤC Phụ lục luận án gồm kết đo tính chất ảnh phân tích cấu trúc lớp phủ Các kết trình bày theo trình tự đây: + Kết phân tích hình thái thành phần hóa học bột phun Al2O3-TiO2 + Kết đo độ cứng lớp phủ mẫu thực nghiệm + Kết đo độ xốp lớp phủ mẫu thực nghiệm + Kết đo độ bền bám dính lớp phủ với mẫu thực nghiệm + Kết chụp SEM mẫu lớp phủ mẫu thực nghiệm + Kết phân tích thành phần thép C45 + Kết đo hệ số ma sát mẫu + Kết chụp SEM mẫu lớp phủ sau thử mòn ... để nghiên cứu 2.4.3 Ảnh hưởng chế độ công nghệ phun Ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến chất lượng lớp phun phủ nhiệt nhiều tác giả quan tâm, có nhiều cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng chế độ công nghệ. ..BÙI VĂN KHOẢN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CƠNG NGHỆ PHUN PHỦ PLASMA ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA LỚP PHỦ GỐM HỆ Al2O3 – TiO2 TRÊN NỀN THÉP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 9520103... hướng nghiên cứu 2 Mục đích nghiên cứu Luận án Chế tạo kiểm soát chất lượng lớp phủ plasma hệ gốm Al2O3- 4 0TiO2: nghiên cứu ảnh hưởng số thơng số cơng nghệ phương pháp phun phủ plasma đến chất