Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ PHUN PHỦ PLASMA TẠO LỚP PHỦ CACBIT SI LÍC LÊN BỀ MẶT THÉP ĐỂ BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN TRONG MÔI TRƯỜNG AXÍT CHỨA FLO NGÀNH[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ PHUN PHỦ PLASMA TẠO LỚP PHỦ CACBIT SI LÍC LÊN BỀ MẶT THÉP ĐỂ BẢO VỆ CHỐNG ĂN MỊN TRONG MƠI TRƯỜNG AXÍT CHỨA FLO NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết trình bày Luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, tháng 02 năm 2023 Nghiên cứu sinh i LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Thầy hướng dẫn 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 ban lãnh đạo Viện Thầy thuộc Trung tâm đào tạo Viện Nghiên cứu Cơ khí, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Trung tâm, Phịng thí nghiệm, nhà khoa học bạn bè, đồng nghiệp đóng góp ý kiến, hỗ trợ tơi q trình học tập, nghiên cứu thực luận án Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tồn thể gia đình, bạn bè, người chia sẻ, động viên, giúp đỡ tơi học tập, nghiên cứu hồn thành Luận án ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ LỚP PHỦ NHIỆT CHỐNG ĂN MÒN .4 1.1 Tình hình nghiên cứu lớp phun phủ nhiệt Việt Nam 1.2 Tình hình nghiên cứu lớp phun phủ nhiệt giới 1.2.1 Tình hình nghiên cứu phun phủ nhiệt giới 1.2.2 Lớp phủ SiC để bảo vệ chống mòn cho thép môi trường ăn mòn 1.2.3 Nghiên cứu chế tạo lớp phủ nhiệt plasma compozit SiC 1.3 Lớp phủ SiC SiC compozit bảo vệ chống ăn mòn cho thép môi trường chứa flo 11 Kết luận chương 13 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ PHUN PHỦ PLASMA .14 2.1 Lý thuyết hình thành lớp phủ 14 2.2 Công nghệ phun phủ plasma 16 2.2.1 Cấu trúc hệ thống phun phủ plasma 16 2.2.2 Hệ thống phun plasma Praxair 19 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ plasma cácbit SiC 20 2.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ phun 21 2.3.2 Ảnh hưởng lực co rút kim loại 24 2.3.3 Ảnh hưởng phản ứng hoá học 25 2.3.4 Ảnh hưởng chất lượng chuẩn bị bề mặt phun 25 2.3.5 Ảnh hưởng kích thước hạt 26 2.3.6 Ảnh hưởng cường độ plasma 26 2.3.7 Ảnh hưởng khoảng cách phun 27 2.3.8 Ảnh hưởng lưu lượng cấp bột 29 Kết luận chương 31 Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 3.1 Vật liệu phun phủ plasma 32 iii 3.1.1 Bột phun 32 3.1.1.1 Đặc tính bột SiC phun phủ plasma .32 3.1.1.2 Đặc tính bột Cu phun phủ plasma 33 3.1.2 Vật liệu .33 3.2 Thông số cơng nghệ thiết bị thí nghiệm 34 3.2.1 Lựa chọn thông số cơng nghệ tiêu kỹ thuật 34 3.2.2 Thiết bị đo .34 3.2.3 Mẫu thí nghiệm 35 3.2.4 Thiết bị phun phủ 36 3.2.5 Cải tiến súng phun plasma khí bảo vệ Ar 36 3.3 Giải pháp thẩm thấu PTFE khắc phục độ xốp phun phủ SiC-Cu 37 3.4 Các phương pháp phân tích, đánh giá 39 3.4.1 Đo chiều dày độ xốp lớp phủ 39 3.4.2 Phân tích hình thái bề mặt lớp phủ bằng kinh hiển vi điện tử quét 39 3.4.3 Phân tích thành phần pha bằng nhiễu xạ tia X (XRD) 39 3.4.4 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng chế độ công nghệ phun plasma đến tính lớp phủ 39 3.4.5 Phương pháp đánh giá khả bảo vệ chống ăn mòn 40 3.5 Tiến trình trình thí nghiệm 46 Kết luận chương 47 Chương CHẾ TẠO VÀ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CÁC LỚP PHỦ PLASMA SiC TRÊN NỀN THÉP 48 4.1 Chế tạo lớp phủ đơn SiC thép 48 4.1.1 Chế độ công nghệ phun plasma SiC thép 48 4.1.2 Cấu trúc tính lớp phun phủ plasma SiC thép C45 48 4.1.3 Tính chất điện hố lớp phun phủ plasma SiC/thép 51 4.2 Chế tạo lớp phủ compozit SiC-Cu thép 56 4.2.1 Phân tích yếu tố công nghệ bột SiC-Cu phun plasma thép C45 56 4.2.1.1 Kích thước hạt (W): 56 4.2.1.2 Tỷ lệ phối trộn (S) 56 iv 4.2.2 Hiệu phun plasma SiC/Cu khí bảo vệ Ar 57 4.3 Các kết tổ chức tế vi lớp SiC-Cu thép chế tạo bằng phun phủ plasma khí bảo vệ Argon 64 4.3.1 Cấu trúc lớp phủ SiC-30Cu thép C45 .65 4.3.2 Cấu trúc lớp phủ SiC-50Cu thép C45 .67 4.4 Khả chống ăn mòn lớp phủ plsma SiC-Cu 69 4.4.1 Tính chất điện hoá lớp phun phủ plasma SiC-Cu thép dung dịch chứa 3,5% NaCl 69 4.4.2 Tổn hao lớp phun phủ plasma SiC-Cu thép mơi trường ăn mịn chứa axit HF 74 Kết luận chương 76 Chương XÁC ĐỊNH BỘ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ PHUN PLASMA SiC-50Cu TRÊN NỀN THÉP C45 77 5.1 Thực nghiệm phun phủ plasma SiC- 50Cu thép C45 đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ tới chất lượng lớp phủ 77 5.2 Ảnh hưởng thơng số đến độ bền bám dính lớp phủ 79 5.3 Ảnh hưởng thông số đến độ xốp lớp phủ 83 5.4 Ảnh hưởng thông số đến độ cứng lớp phủ 87 5.5 Ảnh hưởng thông số đến hàm lượng SiC lớp phủ 91 Kết luận chương 95 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT APS : Atmospheric plasma spraying (Phun plasma khí quyển) HVOF: High Velocity Oxygen Fuel (phun phủ hỗn hợp vật chất vận tốc cao) SEM : Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét) EDX : Energy-dispersive X-ray spectroscopy (Phổ tán xạ lượng tia X) XRD : X-ray diffraction (Nhiễu xạ tia X) PTFE : Polytetrafluoroethylene Apparent porosity: Độ xốp khả kiến EIS : Electrochemical Impedance Spectroscopy (tổng trở điện hóa) Eoc : Open Circuit Potential (OCP, điện mạch hở) Ecorr : Điện ăn mòn icorr : Mật độ dòng điện ăn mòn Rp : Điện trở phân cực thép Rs : Điện trở dung dịch điện ly Cdc : Điện dung lớp điện tích kép hình thành ranh giới bề mặt thép dung dịch điện ly Rct : Điện trở truyền điện tích tiếp giáp bề mặt thép dung dịch Rseal : Điện trở lớp phủ/bọc bịt PTFE Cseal : Điện dung lớp phủ/bọc bịt PTFE CPE: Constant phase element (phần tử hằng số pha) MSE : Mercury-mercurous sulfate reference electrode (điện cực so sánh thủy ngân-thủy ngân sunphat) SCE : Saturated Calomel Electrode (điện cực calomen bão hòa) I, L, M : Thông số khảo sát chế độ phun plasma: cường độ dòng điện I (A), Khoảng cách phun L (mm) tốc độ cấp bột M (g/ph) PM : powder metallurgy (luyện kim bột) D : Độ cứng lớp phủ H : Hàm lượng SiC lớp phủ S : Tỷ lệ trộn SiC/Cu bột W : Cỡ hạt bột vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Các giai đoạn trình phun nhiệt 15 Hình 2.2 Phân bố mật độ chùm hạt chồng chất chùm hạt phun 16 Hình 2.3 Hình ảnh hạt bột phun tiếp xúc với bề mặt .16 Hình 2.4 Sơ đồ dịng vật liệu phun va đập hình thành lớp phủ .16 Hình 2.5 Thiết bị phun plasma hệ hở APS 17 Hình 2.6 Quá trình phun plasma 17 Hình 2.7 Cấu tạo súng phun plasma 18 Hình 2.8 Thiết bị phun plasma Praxair 19 Hình 2.9 Phân bố nhiệt độ thời điểm khác phần tử phun 21 Hình 2.10 Sự va đập hạt phun với kim loại .24 Hình 2.11 Ứng suất lớp phủ 24 Hình 2.12 Quan hệ độ bền bám dính độ nhấp nhô bề mặt 26 Hình 2.13 Sự phân bố nhiệt độ theo cỡ hạt 26 Hình 2.14 Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt hạt 26 Hình 2.15 Sơ đồ đưa nhiệt vào hạt kim loại phun lớp bằng dòng plasma, phân bố cường độ dịng nhiệt (q2) theo vết nung nóng (dII) 27 Hình 2.16 Hệ số tập trung dịng nhiệt riêng phun bằng dòng plasma phụ thuộc vào Khoảng cách phun L .28 Hình 2.17 Sự thay đổi hiệu suất nung vật phun (H), dòng plasma (ẽ) hai yếu tố tác động () vào Khoảng cách phun L 28 Hình 2.18 Mơ hình quan hệ Khoảng cách phun với tốc độ hạt phun 29 Hình 2.19 Quan hệ lưu lượng cấp bột phun đến vận tốc nhiệt độ hạt 30 Hình 3.1 Ảnh chụp bột SiC (trái) bột Cu (phải) 32 Hình 3.2 Phổ XRD mẫu bột SiC (trái); bột Cu (phải) dùng để phun plasma 32 Hinh 3.3 Mẫu thép C45 trước sau phun làm tạo nhám 33 Hình 3.4 Các thiết bị kiểm tra chất lượng lớp phủ .34 Hình 3.5 Mẫu thí nghiệm 35 Hình 3.6 Thiết bị phun phủ plasma PRAXAIR 36 Hình 3.7 Súng phun cải tiến khí bảo vệ 36 vii Hình 3.8 Các mẫu đo điện hóa .41 Hình 3.9 Đo điện hóa điện cực 41 Hình 3.10 Giản đồ Nyquist với vectơ tổng trở Z cho tiếp giáp kim loại/dung dịch điện ly (thép C45/NaCl) .43 Hình 3.11 Sơ đồ mạch tương đương cho mẫu thép C45 ngâm NaCl khơng có lớp phủ bảo vệ .43 Hình 3.12 Sơ đồ mạch tương đương cho mẫu thép C45 ngâm NaCl có lớp phủ bảo vệ SiC-Cu/thép 44 Hình 3.13 Sơ đồ mạch tương đương cho mẫu thép C45 ngâm NaCl có lớp phủ bảo vệ PTFE/SiC-Cu/thép .44 Hình 3.14 Thiết bị thử mịn hỗn hợp 45 Hình 3.15 Xác định khối lượng mẫu sau thi nghiệm 46 Hình 4.1 Ảnh SEM bề mặt lớp phủ SiC/thép C45 - độ phóng đại 500 lần 48 Hình 4.2 Ảnh SEM bề mặt lớp phủ SiC/thép C45 - độ phóng đại 2000 lần 49 Hình 4.3 Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) thép C45 50 Hình 4.4 Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) lớp phủ SiC thép C45 .50 Hình 4.5 Phổ tán xạ lượng tia X (EDS) lớp phủ SiC thép C45 50 Hình 4.6 Ảnh SEM lớp phủ PTFE/SiC/thép với độ phóng đại 500 lần .51 Hình 4.7 Ảnh SEM lớp phủ PTFE/SiC/thép với độ phóng đại 2000 lần .52 Hình 4.8 Đường cong phân cực mẫu thép C45 có hay khơng có lớp phủ bảo vệ dung dịch 3,5% NaCl 52 Hình 4.9 Thế ăn mòn thép C45 dung dịch 3,5% NaCl có hay khơng có lớp phủ bảo vệ 53 Hình 4.10 Dòng ăn mòn thép C45 dung dịch 3,5% NaCl có hay khơng có lớp phủ bảo vê 53 Hình 4.11 Ảnh chụp bền mặt mẫu SiC/C45 thép SUS 304 trước sau ngâm hỗn hợp axit 54 Hình 4.12 a) Phun plasma súng SG-100; b) Phun plasma có bảo vệ khí trơ (Ar) .57 Hình 4.13 Ảnh SEM bề mặt lớp phủ SiC-30Cu/thép C45 – phun khí bảo vệ (độ phóng đại 750 lần) 57 viii Hình 4.14 Phổ tán xạ tia X (EDS) của lớp phủ SiC-30Cu C45 – phun khí bảo vệ 58 Hình 4.15 Ảnh SEM bề mặt lớp phủ SiC-30Cu/thép C45 – phun có khí bảo vệ (độ phóng đại 1000 lần) 58 Hình 4.16 Chiều dầy lớp phủ SiC-30Cu/thép C45 – phun có khí bảo vệ 59 Hình 4.17 Phổ tán xạ tia X theo lượng (EDS) của lớp phủ SiC-30Cu thép C45 – phun có khí bảo vệ 59 Hình 4.18 Ảnh hưởng yếu tố đến chiều dày lớp phủ theo trị số SN 62 Hình 4.19 Ảnh hưởng yếu tố đến hàm lượng SiC lớp phủ theo SN 62 Hình 4.20 Chiều dầy lớp phủ SiC-30Cu SiC-50Cu thép C45 64 Hình 4.21 Ảnh hiển vi mặt cắt ngang lớp phủ SiC-50Cu (Độ phóng đại 200 lần) .65 Hình 4.22 Ảnh SEM lớp phủ SiC-30Cu thép C45 (phóng đại 500 lần) 65 Hình 4.23 Phổ EDS lớp phủ SiC-30Cu 65 Hình 4.24 Giản đồ XRD mẫu lớp phủ SiC-30Cu 66 Hình 4.25 Ảnh mặt cắt ngang lớp phủ SiC-30Cu 66 Hình 4.26 Ảnh SEM lớp phủ SiC-50Cu (Độ phóng đại 500 lần) .67 Hình 4.27 Phổ EDS lớp phủ SiC-50Cu 67 Hình 4.28 Giản đồ XRD lớp phủ SiC-50Cu 68 Hình 4.29 Đường cong phân cực mẫu thép C45 có khơng có lớp phủ bảo vệ dung dịch 3,5% NaCl 69 Hình 4.31 Dòng ăn mòn thép C45 dung dịch NaCl có khơng có lớp phủ bảo vệ 70 Hình 4.32 Phổ tổng trở Nyquist mẫu (khơng phủ) dung dịch 3,5% NaCl 71 Hình 4.33 Phổ tổng trở Nyquist SiC-30Cu/thép dung dịch 3,5% NaCl 71 Hình 4.34 Phổ tổng trở Nyquist SiC-50Cu/thép dung dịch 3,5% NaCl 72 Hình 4.35 Mạch điện tương đương cho hệ lớp phủ SiC-30Cu/thép SiC-50Cu/thép dung dịch NaCl 72 Hình 4.36 Phổ tổng trở Nyquist PTFE/SiC-50Cu thép dung dịch 3,5% NaCl .72 Hình 4.37 Phổ tổng trở Nyquist PTFE/SiC-50Cu thép dung dịch 3,5% NaCl .72 ix 5.5 Ảnh hưởng thông số đến hàm lượng SiC lớp phủ Sử dụng phần mềm MATLAB để giải hệ phương trình hồi quy tiêu hàm lượng SiC lớp phủ thu hàm hồi quy: H = −813 + 2,79 I + 8,88L + 5,756M − 0,0105I L − 0,007 L.M (5.6) − 0,004 I M − 0,0027 I − 0,045L2 − 0,046M Sử dụng phương pháp phân tích phương sai ANOVA phân tích mức độ ảnh hưởng thông số vẽ đồ thị đánh giá mức độ ảnh hưởng thống số công nghệ đến hàm lượng SiC lớp phủ lớp phủ hình 5.13 kết bảng 5.11 Giải tốn tối ưu tìm giá trị hợp lý thông số công nghệ tới tiêu hàm lượng SiC lớp phủ lớn tốt, kết bảng 5.12 Bảng 5.11 Kết quả phân tích ANOVA ảnh hưởng thông số đến hàm lượng SiC lớp phủ Nguồn DF SS MS F P I (A) 338,7 169,33 2,03 0,158 L (mm) 134,0 67,00 0,80 0,462 M (g/min) 134,2 67,11 0,80 0,462 Bảng 5.12 Bảng kết quả giải toán tối ưu tìm thơng số cơng nghệ hợp lý theo tiêu hàm lượng SiC lớp phủ Giá trị thông số công nghệ Giá trị hợp lý Kỳ vọng H (%) I (A) L(mm) M (g/phút) 400 50 40 71,55 0,676 Hình 5.13 Ảnh hưởng thơng số đến hàm lượng SiC lớp phủ Kết cho thấy, cường độ dòng điện I ảnh hưởng lớn đến hàm lượng SiC lớp phủ, khoảng cách phun L tốc độ cấp bột M có mức ảnh hưởng đến hàm lượng SiC lớp phủ Từ kết thực nghiệm bảng 5.3 phương trình quy hoạch thực nghiệm (5.6) vẽ đồ thị quan hệ hàm lượng SiC lớp phủ với cặp thông số công nghệ thể hình 5.14 ÷ 5.16 91 Hình 5.14 Đồ thị quan hệ hàm lượng SiC lớp phủ theo L M Hình 5.15 Đồ thị quan hệ hàm lượng SiC lớp phủ theo I M 92 Hình 5.16 Quan hệ hàm lượng SiC lớp phủ theo I L Nhận xét ảnh hưởng chế độ phun plasma đến hàm lượng SiC lớp phủ: Theo kết hình 5.13, ảnh hưởng cường độ dòng điện I đến hàm lượng SiC lớp phủ xếp thứ số thông số, còn ảnh hưởng Khoảng cách phun L tốc độ cấp bột M gần ngang bằng Vậy cường độ dòng điện ảnh hưởng mạnh nhất, có tính định đến hàm lượng SiC lớp phủ lớp phủ plasma cacbit silic thép C45 Còn Khoảng cách phun L tốc độ cấp bột M ảnh hưởng tương đối mạnh đến hàm lượng SiC lớp phủ Đồ thị 5.14 ÷ 5.16 cho thấy: ảnh hưởng cường độ dòng điện đến tiêu hàm lượng SiC lớp phủ I tăng từ 350 A đến 450 A tăng khoảng cách phun L từ 4060 mm M từ 30 đến 50 g/phút, hàm lượng SiC lớp phủ theo quy luật tăng sau giảm Vùng tham số có giá trị hợp lý với tiêu hàm lượng SiC lớp phủ cao vùng giá trị trung bình thông số khoảng khảo sát Kết phân tích ANOVA hình 5.13 bảng 5.11 cho thấy, khoảng I tăng từ 350A đến 400A, L tăng từ 40 đến 50 mm, M tăng từ 30 đến 40 g/phút, hàm lượng SiC lớp phủ có xu hướng tăng, còn I tăng từ 400A đến 450A, L tăng từ 50 đến 60 mm, M tăng từ 40 đến 50 g/phút, hàm lượng SiC lớp phủ có xu hướng giảm Như vậy, cường độ dòng điện trung bình cho hàm lượng SiC lớp phủ tốt Khi chế độ phun hợp lý để đạt hàm lượng SiC lớp phủ cao là: I=400A, L=50 mm M = 40 g/phút 5.6 Đánh giá chung ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng lớp phủ SiC-50Cu để chống mòn môi trường thực nghiệm Để xác định thông số công nghệ đồng thời đạt độ bền bám dính cao tốt, độ xốp nhỏ tốt, độ cứng cao tốt hàm lượng SiC lớp phủ ≥ 60%, sử dụng phần mềm MINITAB giải tốn phân tích tích tối ứu đồng thời tiêu thông số công nghệ vùng khảo sát thu kết hợp lý thông số công nghệ bảng 5.13 93 Bảng 5.13 Bảng kết quả giải toán tối ưu tìm thơng số cơng nghệ hợp lý với đồng thời bốn tiêu ( D H) Giá trị thông số công nghệ I (A) L(mm) M (g/phút) 416,484 46,514 32,625 Giá trị hợp lý tiêu Độ tương quan (MPa) (%) D (HV) H(%) 37,472 2,153 346,3 61,73 0,898 Từ kết cho thấy: sử dụng công nghệ phun phủ plasma tạo lớp phủ cacbit silic SiC-50Cu thép C45 để bảo vệ chống ăn mòn môi trường axít chứa flo, giá trị hợp lý thông số công nghệ I, L, M (Bảng 5.13) cho nhóm tiêu tính (3 tiêu) hàm lượng SiC lớp phủ đạt ≥60% Làm tròn xác định thông số công nghệ sử dụng cho phun phủ plasma SiC- 50Cu I=416A, L=45mm M=32 g/phút 5.7 Thí nghiệm kiểm chứng Tiến hành thí nghiệm với thông số tối ưu xác định: I=416A, L=45mm M=32 g/phút Chế độ công nghệ (bảng 5.14) từ thông số đây, thông số bột xác lập từ 4.2.3 kết hợp với thông số thiết bị phun đuược điều chỉnh trước Đo kiểm thu kết chất lượng lớp phủ SiC-50Cu bảng 5.15 Bảng 5.14 Các thông số phun phủ plasma SiC-50Cu Thông số Thông số thiết bị Điện áp, V phun plasma Tốc độ dòng khí sơ cấp (Ar), L/phút Tốc độ dịng khí thứ cấp (khí H2), L/phút Tốc độ dịng khí mang (Ar), L/phút Thơng số bột Kích thước hạt (W), m Tỷ lệ trộn bột, % Cu (theo khối lượng) Chụp bảo vệ Ar Khe hở vành khí (mm) Áp suất khí Psi Thơng số cơng nghệ Cường độ dòng điện (A) Khoảng cách phun (mm) Tốc độ cấp bột (g/ph) Giá trị 58 35 12 50 (SiC); 30 (Cu) (SiC – 50%Cu) 0.1 4.5 416 45 32 Bảng 5.15 Kết quả chất lượng lớp phủ SiC-50Cu Số Chỉ tiêu chất lượng đạt lượt Chiều dày Mẫu Độ bền bám Độ xốp, Độ cứng, D Hàm lượng SiC phun lớp phủ (µm) dính, (MPa) (HV) lớp phủ, H(%) (%) 15 224 38,98 1,38 269 49 15 221 39,2 1,4 257 47 15 228 38,6 1,39 263 50 TB 15 224,33 38,93 1,39 263,00 48,67 Nhận xét: Từ bảng 5.15 cho thấy, sử dụng thông số công nghệ phun phủ plasma SiC- 50Cu xác định từ mơ hình QHTN cho thấy chiều dày lớp phủ dễ tạo (224,33 µm), độ bền bám dính cao (38,93 MPa), độ xốp thấp (1,39 %), độ cứng cao (263 94 HV) hàm lượng SiC lớp phủ đạt yêu cầu (48,67 %) Như vậy, mơ hình kết phân tích thực nghiệm đủ tin cậy Kết luận chương - Chọn phương pháp quy hoạch trực giao toàn phần để thiết kế thực nghiệm để xác định tối ưu hóa thơng số phun ảnh hưởng đến tính chất lớp phủ Xác định mức độ ảnh hưởng thông số công nghệ phun (I, L, M) đến tính chất lớp phủ - Đối với tiêu độ bền bám dính: Khoảng cách phun L ảnh hưởng lớn đến độ bền bám dính, tiếp tới tốc độ cấp bột M ảnh hưởng cường độ dòng điện I Tại vùng giá trị thông số công nghệ, khoảng cách phun trung bình, tốc độ cấp bột thấp cường độ dòng điện cao cho độ bền bám dính cao Thơng số cơng nghệ độ bền bám dính cao là: I = 450A; L = 50mm; M = 30g/phút - Đối với tiêu độ xốp: cường độ dòng điện I ảnh hưởng lớn đến độ xốp, sau khoảng cách phun L ảnh hưởng tốc độ cấp bột M Với mục tiêu độ xốp lớp phủ nhỏ tốt, khoảng cách phun trung bình cho độ xốp nhỏ, cường độ dòng điện tốc độ cấp bột thấp lại cho độ xốp nhỏ Thông số công nghệ để đồng thời đạt độ xốp thấp độ bền bám dính cao là: I = 356,878A; L = 52,711 mm; M = 30g/phút - Đối với tiêu độ cứng: cường độ dòng điện ảnh hưởng lớn đến tiêu tính độ cứng lớp phủ, khoảng cách phun ảnh hưởng tốc độ cấp độ ảnh hưởng Khoảng cách phun trung bình vùng nghiên cứu cho độ cứng cao, cường độ dòng điện tốc độ cấp bột thấp lại cho độ cứng tốt Thông số công nghệ để đồng thời đạt độ xốp thấp nhất, độ bền bám dính độ cứng cao là: I=382A, L=53,884mm M=33,182g/phút - Về hàm lượng SiC lớp phủ: cường độ dòng điện I ảnh hưởng lớn nhất, còn khoảng cách phun L tốc độ cấp bột M mức ảnh hưởng tương dương Vùng giá trị trung bình thơng số cho hàm lượng SiC lớp phủ cao Thông số cơng nghệ độ bền bám dính cao là: I =400A, L=50mm M=40g/phút - Ảnh hưởng thông số công nghệ I, L, M đồng thời đến nhóm tiêu tính (3 tiêu) tiêu chống mòn (hàm lượng SiC lớp phủ ≥60%) phun phủ plasma SiC-50Cu tạo lớp phủ cacbit silic thép C45, xác định thông số cơng nghệ là: I=416A, L=45mm M=32 g/phút - Thí nghiệm kiểm chứng cho thấy kết phù hợp với kết luận rút từ QHTN 95 KẾT LUẬN CHUNG Đây cơng trình Việt Nam nghiên cứu thành công công nghệ tạo lớp phủ plasma SiC/Cu lên bề mặt thép Xác định thơng số bột hợp lý (tỷ lệ phối trộn, kích thước hạt SiC, Cu) chế tạo thành công lớp phủ SiC-30Cu; SiC-50Cu thép C45 bằng phương pháp phun phủ plasma với chiều dầy cần thiết (200 µm) thành phần SiC cao đến 71% Cải tiến phương pháp công nghệ phun plasma: Thiết kế chế tạo chụp khí Ar bảo vệ luồng phun plasma dẫn tới phun lên thép C45 với SiC-30Cu SiC-50Cu đạt tiêu chất lượng lớp phủ: - Chiều dày lớp phủ: 204,67 ± 26,5 µm 220 ± 20,5 µm; - Độ xốp thấp: 1,4% - Thành phần SiC lớp phủ: 53% 71% Hoàn thiện lớp phủ SiC/Cu bề mặt thép bằng thẩm thấu PTFE để khắc phục rỗ xốp nâng cao khả bảo vệ chống ăn mòn Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra mòn hỗn hợp theo điều kiện thực tế (tốc độ khấy mẫu hạt mài 1000 v/ph; hỗn hợp axit 10% HF; 20% H2SO4 nhiệt độ 70ºC) để đưa phương pháp đánh giá mòn tổng hợp cho giảm trọng lượng theo thời gian Kết đo khả bảo vệ chống ăn mòn cho thép C45 sử dụng dung dịch 3,5% NaCl hệ lớp phủ compozit SiC-Cu có khơng cóthẩm thấu PTFE cho thấy hai hệ lớp phủ SiC-50Cu PTFE/SiC-50Cu giảm mạnh dòng ăn mòn thép C45 từ 9,44 xuống 5,6 0,59 µA/cm2 Với lớp phủ có thẩm thấu PTFE/SiC-50Cu làm tăng điện trở phân cực thép C45 lên gần 370 lần, điều làm tăng hiệu bảo vệ chống ăn mòn Kết đo tổn hao khối lượng sau 136 thử nghiệm điều kiện thiết bị thử mòn hỗn hợp cho thấy mẫu thử SiC-50Cu/thép hay PTFE/SiC-50Cu/thép có khối lượng tổn hao thấp tương ứng 503 mg và156mg, thấp nhiều so với thép không gỉ SUS304 (7809mg) Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm bằng phương pháp quy hoạch trực giao toàn phần 3^3 để đánh giá mức độ ảnh hưởng thông số công nghệ phun I, L, M đến tiêu chất lượng lớp phủ tỉ lệ SiC lớp phủ Phân tích, xác định hàm hồi quy thực nghiệm cho phép đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ I, L, M đến tiêu nhóm tiêu Xác lập thông số công nghệ cho phun phủ plasma tạo lớp phủ SiC-50Cu đồng thời đạt độ bền bám dính cao, độ xốp thấp, độ cứng hàm lượng SiC lớp phủ cao là: I=416A, L=45mm M=32 g/phút Lớp phủ plasma PTFE/SiC-50Cu lớp phủ ứng dụng để bảo vệ chống ăn mòn cho thép C45 môi trường axit chứa flo 96 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Ngô Xuân Cường, Lê Thu Quý, Đỗ Quang Chiến, Nguyễn Anh Dũng, Lê Đăng Thắng, Phạm Văn Quế, Lớp phủ SiC bảo vệ chống ăn mòn, Tạp chí khí Việt Nam, số 10 (2017), trang 81-85 Tuan Anh Nguyen, Phuong nguyen Tri, Pascal Carriere, Cuong Ngo Xuan Preparation, Characterization, Properties and Applications International Journal of Corrosion, January 2018 ISI .Cuong Ngo Xuan, Ha Tuan Nguyen, Quy Le Thu, Tuan Anh Nguyen, Fabrication of Plasma Sprayed SiC-Cu Cermet Coatings, Kenkyu Journal of Nanotechnology & Nanoscience 6:15-33 (2020) Ngô Xuân Cường, Lê Thu Quý, Nguyễn Văn Tuấn, Nguyễn Thị Phượng, Nguyễn Hà Tuấn, Nguyễn Tuấn Anh, Nghiên cứu chế tạo lớp phủ plasma SiC-Cu thẩm thấu PTFE để chống ăn mòn cho thép, Tạp chí khí Việt Nam, số 1+2 (2021), trang 145-151 Ngô Xuân Cường, Lê Thu Quý, Nguyễn Tuấn Anh, Ứng dụng lớp phủ plasma SiC-50Cu để bảo vệ chống mịn cho quạt cơng nghiệp bơm hóa chất, Báo cáo khoa học hội nghị khoa học toàn quốc máy thủy khí hệ thống tự động hóa 2021, Phần 4, Thiết bị kỹ thuật thủy khí cơng nghiệp, trang 400 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Hồng Tùng (2002) “Cơng nghệ phun phủ ứng dụng”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Uông Sỹ Áp: “Nghiên cứu ứng dụng công 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 nhiệt” Đề tài KC05.10; 2006 [3] Ngô Xuân Cường, Nghiên cứu chế tạo lớp phủ tổ hợp lên bề mặt chi tiết chống mài mòn, ăn mòn mơi trường hóa chất khắc nghiệt chứa flo, Báo cáo đề tài cấp Bộ Công thương, Mã số 002.16.PTNTĐ/HĐ-KHCN, 2016 [4] Nguyễn Quốc Vũ (2008) Đề tài khoa học 256-08 RD/HĐ-KHCN Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp, Bộ Công thương [5] Đinh Văn Chiến “Ứng dụng công nghệ tiên tiến xử lý bề mặt kim loại để phục hồi số chi tiết máy bị mịn có dạng trục ống tròn xoay” Đề tài Cấp thành phố năm 2009 - Trường Đại học Mỏ - Địa chất - Mã số: 01C – 01/04 – 2009 – ; 01C-01/04-2009-2 [6] Lục Vân Thương, Hoàng Văn Châu (2011) Ứng dụng công nghệ phun phủ plasma vật liệu hợp kim-gốm tăng độ bền mòn, chịu mài mòn trục máy khoan, doa CNC số chi tiết máy Tạp chí Cơ khí Việt Nam [7] 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 khí, HN [8] 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 bằng cơng nghệ phun phủ”, luận án tiến sĩ kỹ thuật; Đại Mỏ địa chất, Hà nội [9] Nguyễn Mạnh Tuế (2007), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun nổ vào việc phục hồi số chi tiết thiết bị dầu khí” Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật – Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội [10] Hoàng Thành Long (2008), "Nghiên cứu áp dụng công nghệ phun nổ vào việc phục hồi số chi tiết máy thiết bị mỏ dùng khai thác than vùng Quảng Ninh", Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật – Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội [11] Nguyễn Thế Luân (2010), “Ứng dụng công nghệ phun phủ để phục hồi trục khuỷu bị mịn máy Gạt CAT – D7R dùng Cơng ty cổ phần than Đèo Nai TKV” Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật – Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội [23] [12] Nguyễn Mạnh Khương (2010), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phu phủ để phục hồi bề mặt bị mịn trục cam xe Ơ tơ Komatsu HD465-7 dùng Công ty than Cao Sơn - TKV” Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật – Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội [13] Một số tài liệu quản lý, kỹ thuật, khí xí nghiệp cơng ty supe phốt phát hố chất Lâm Thao Nguyễn Quốc Vũ (2008) Đề tài khoa học 256-08 RD/HĐKHCN Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp, Bộ Công thương 98 Tiếng Anh [14] R McPherson A review of microstructure and properties of plasma sprayed ceramic coatings; , Vols 39–40, Part 1, Dec 1989, P 173-181 [15] Aton III.W.W, Spriggs D.R, (2010), Sealed HVOF cacbit coating, United States Patent Application Publication, Pub No: US20100266851 Al [16] Nilsson L, Olserius P, (2014), New material for high velocity oxy fuel spray-ing, and products made there from, United States Patent Application Publication, Pub No: US20140356223 Al [17] Nelson W.A, Schaeffer J.C, Swede S.T, Bucci D.V , (2006), Bi-layer HVOF coating with controlled porosity for use in thermal barrier coatings, United States Patent Application Publication, Pub No: US20050260434 Al [18] Kennedy M, Zinnabold M, Matz M.M, (2008), Wear-resistant component, United States Patent Application Publication, Pub No: US20110101621 Al [19] Picas J.A, Fom A, Matthaus G, (2006), HVOF coatings as an alternative to hard chrome for pistons and valves, Wear 261, pp 477 - 484 [20] La Barbera-Sosa J.G, Santana Y.Y, Staia M.H, Chicot D, Lesage J, Caro J, Mesmacque G, Puchi-Cabrera E.S, (2008), “Microstructural and mechanical characterization of Ni-base thermal spray coatings deposited by HVOF”, Surface and Coatings Technology, Volume 202, Issue 18, 15 June, Pages 4552- 4559 [21] Taha-al Z.Y, Hashmi M.S, Yilbas B.S, (2009), “Effect of WC on the residual stress in the laser treated HVOF coating”, J of Materials Processing Technology, Vol 209, Issue 7, April, P 3172-3181 [22] Han M.S, LEE S.J, Kim M.S, Jang S.K, Kim S.J, “Electrochemical characteristics of HVOF spray coated layer with WC-27NiCr and WC-10Co4Cr for Al bronze”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Volume 22, Supplement 3, December 2012, Pages s753-s759 [23] Lima C.R.C, Guilemany J.M, (2007), Adhesion improvements of Thermal Barrier Coatings with HVOF thermally sprayed bond coats, Surface & Coattings Technology, 201, pp 4694 - 4701 [24] Jie Chen et.al, (2014), “Study on stainless steel 316L coatings sprayed by a novel high pressure HVOF”, Surface and Coatings Technology, Vol 239, 25 Jan, P 5864 [25] Shukla V.N, Jayaganthan R, Tewari V.K, (2015), Degradation Behavior of HVOF-Sprayed Cr3C2-25%NiCr Cermet Coatings Exposed to High Temper¬ature Environment, Materials Today: Proceedings, Volume 2, Issues 45, Pages 1805-1813 [26] C Bartuli, T Valente, M Tului, Plasma spray deposition and high temperature characterization of ZrB2–SiC protective coatings Surf Coatings Technol 2002, 155, 260–273 99 [27] E M Alosime, M S Alsuhybani, M S Almeataq, The Oxidation Behavior of ZrB2-SiC Ceramic Composites Fabricated by Plasma Spray Process Materials 2021, 14, 392 https://doi.org/10.3390/ma14020392 [28] Fahmi Mubarok (2014) Thermally Sprayed Silicon Cacbit Coating, PhD Thesis, Norwegian University of Science and Technology [29] https://ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/handle/11250/242056 [30] https://link.springer.com/article/10.1007/s40145-020-0359-8 [31] F Mubarok, N Espallargas; Suspension Plasma Spraying of Sub-micron Silicon Cacbit Composite Coatings; Journal of Thermal Spray Technology June 2015, Vol 24, Issue 5, pp 817–825 [32] I N Shiganov & P E Samarin, Deposition of composite coatings with SiC on the surface of aluminium alloys by laser injection, Welding International Volume 31, 2017 - Issue 2, Pages 136-138 [33] https://doi.org/10.1080/09507116.2016.1223914 [34] Baoxia Ma, Jinyou Li , ZrB2-SiC-ZrC coating on ZrC ceramics deposited by plasma spraying, Results in Physics, Results in Physics, Volume 15, December 2019, 102550, https://doi.org/10.1016/j.rinp.2019.102550 [35] N G Van der Berg, J B Malherbe, A J Botha, E Friedland,2012 Appl Surf Sci 258 5561 [36] Y Goldberg, M Levinshtein, S Rumyantsev, 2001 Siliconcacbit (SiC) Properties of Advanced SemiconductorMaterials ed M Levinshtein et al (New York: Wiley) [37] T L Daulton, T J Bernatowicz, R S Lewis, S Messenger, F J Stadermann, S Amari, 2003 Geochim Cosmochim.Acta 67 4743 [38] G L Harris, 1995, Introduction Properties of Silicon Cacbited G L Harris (Exeter: Inspec, IEE) [39] A R Verna, R Krishna, 1966, Polymorphisms and Polytypesin Crystals (New York: Wiley) [40] Y Yang, J Yang, D Fang, 2008, Appl Math Mech Engl.Edn 29 51 [41] C M Vega Bolivar, A Antonini, S Biamino, M Pavese, P Fino, C Badini, 2010, Adv Eng Mater 12 617 [42] Z Wang, F Gao, J Li, X Zu, W J Weber, 2009, J Appl.Phys 106, 084305 [43] Z L Mao, X J Yang, S L Zhu, Z D Cui, Y Lu, Pack cementation processing parameters for SiC coatings on C/C for optimum tribological properties, Surf Coat Tech 254 (2014) 54–60 [44] B Paul, J Prakash, P S Sarkar, Formation and characterization of uniformSiC coating on 3-D graphite substrate using halide activated pack cementation method, Surf Coat Tech 282 (2015) 61–67 [45] X Yang, Q Z Huang, Z A Su, L.Y Chai , X F Wang , L P Zhou , A double layer nanostructure SiC coating for anti-oxidation protection of carbon/carbon 100 composites prepared by chemical vapor reaction and chemical vapor deposition, Ceram Int 39 (2013) 5053–5062 [46] Q R Hou, J Gao, S J Li, Adherent SiC coatings on Ni−Cr alloys with a composition-graded intermediate layer, Appl Phys A 67, 367–370 (1998) [47] L Snell , A Nelson , P Molian, A novel laser technique for oxidation-resistant coating of carbon-carbon composite, Carbon 39 (2001) 991–999 [48] Phuong Nguyen-Tri, Tuan Anh Nguyen, Pascal Carriere, Cuong Ngo Xuan (2018), Nanocomposite Coatings: Preparation, Characterization, Properties, and Applications, International Journal of Corrosion, Volume 2018, 2018, Article ID 4749501, 19 pages, https://doi.org/10.1155/2018/4749501 [49] Hao-Jie Song, Zhao-Zhu Zhang, Investigation of the tribological properties of polyfluo wax/polyurethane composite coating filled with nano-SiC or nanoZrO2, Materials Science and Engineering: A, Volume 426, Issues 1–2, 25 June 2006, Pages 59-65 [50] G Zhang, H Liao, H.Li, C Mateus, J.-M Bordes, C Coddet, On dry sliding friction and wear behaviour of PEEK and PEEK/SiC-composite coatings, Wear, Volume 260, Issue 6, 10 March 2006, Pages 594-600 [51] Ajay Kumar Kadiyala, JayashreeBijwe, PrashanthaKalappa, Investigations on influence of nano and micron sized particles of SiC on performance properties of PEEK coatings, Surface and Coatings Technology, Volume 334, 25 January 2018, Pages 124-133 [52] Jiwei Huang, Chuanbo Hu, Yongquan Qing, Preparation and Corrosion Resistance of poly(o-toluidine)/nanoSiC/epoxy Composite Coating, Int J Electrochem Sci., 10 (2015) 10607 – 10618 [53] Jian-Yi Xue, Jun-Hong Chen, Jun-Hao Dong, Han Wang, Wen-Dong Li, Jun-Bo Deng and Guan-Jun Zhang, The regulation mechanism of SiC/epoxy coatings on surface charge behavior and flashover performance of epoxy/alumina spacers, Journal of Physics D: Applied Physics, Volume 52, Number 40 [54] Zijun Pan, Ju Tang, Cheng Pan, Yi Luo, Qinyi Liu and Huasuan He, Contribution of nano-SiC/epoxy coating with nonlinear conduction characteristics to surface charge accumulation under DC voltage, Journal of Physics D: Applied Physics, Volume 53, Number 36 [55] S M Mirsaeedghazia, S R Allahkarama, S Mahdavib and A Varmazyara, Characteristics and properties of Cu/nano-SiC and Cu/nano-SiC/graphite hybrid composite coatings produced by pulse electrodeposition technique, Canadian metallurgical quarterly, 2018, https://doi.org/10.1080/00084433.2018.1444368 [56] Hyun-Ki Kang, Suk Bong Kang, Thermal decomposition of silicon cacbit in a plasma-sprayed Cu/SiC composite deposit, Materials Science and Engineering A 428 (2006) 336–345 [57] J F Garneau, R Angers, MR Krishnadev and L Collins, Fabrication and Characterization of Silicon Cacbit/6061 Composites, 32nd Annual Conference of Metallurgists of CIM, 1993, 27-36 101 [58] M Shorowordi, T Laouip, A.S.M.A Haseeb, J.P Celis, L Froyen, Microstructure and interface characteristics of B4C, SiC and Al2O3 reinforcedAl matrix composites: a comparative study, J Mater Process Technol., Vol.142, 2003, 738–743 [59] G Jiaqiang, L Lei, W Yating, S Bin, and H Wenbin, Electroless Ni–P–SiC composite coatings with superfine particles, Surface and Coatings Technology, vol 200, pp 5836–5842, 2006 [60] C Ma, F Wu, Y Ning, F Xia, and Y Liu, Effect of heat treatment on structures and corrosion characteristics of electroless Ni–P–SiCnanocomposite coatings, Ceramics International, vol 40, pp 9279–9284, 2014 [61] Y Zhou, H Zhang, and B Qian, Friction and wear properties of the codeposited Ni-SiC nanocomposite coating, Applied Surface Science, vol 253, pp 83358339, 2007 [62] H Ogihara, H Wang, and T Saji, Electrodeposition of Ni-B/SiC composite films with high hardness and wear resistance, Applied Surface Science, vol 296, pp 108-113, 2014 [63] A Zoikis-Karathanasis, E A Pavlatou, and N Spyrellis, Pulse electrodeposition of Ni-P matrix composite coatings reinforced by SiC particles, Journal of Alloys and Compounds, 494, 2010, pp 396-403 [64] Y J Xu, Y Y Zhu, G R Xiao, C Y Ma, Application of artificial neuralnetworks to predict corrosion behavior of Ni-SiC composite coatings deposited by ultrasonic electrodeposition, Ceramics International, vol 40, pp 5425-5430, 2014 [65] W Huang, Ni60-SiC coating preparedby plasma spraying, plasma re-meltingand plasma spray welding on surface of hot forging die; Journal of Wuhan University of Technology -Mater Sci Ed August 2011, Volume 26, pp 153 – 161 [66] Ruiqian Li, Qingwei Chu, Jun Liang, Electrodeposition and characterization of Ni–SiC composite coatings from deep eutectic solvent, RSC Adv., 2015,5, 44933-44942 [67] Y Yang, and Y F Cheng, Mechanistic aspects of electrodeposition of Ni-CoSiC composite nano-coating on carbon steel, ElectrochimicaActa, vol 109, pp 638-644, 2013 [68] M Jafari, J Mostaghimi, H Monajatizadeh and M Rafiei, Microstructure evaluation of CO-222/SiC coating produced by the plasma spraying method, Journal Surface Engineering; 34 (3) 2018, pages 220-225, https://doi.org/10.1080/02670844.2016.1259731 [69] Laifei Cheng, Yongdong Xu, Litong Zhang, Xingang Luan, Oxidation and defect control of CVD SiC coating on three-dimensional C/SiC composites, Carbon, Volume 40, Issue 12, 2002, Pages 2229-2234 [70] Yao-Can Zhu, S Ohtani, Y.Sato, N.Iwamoto, The improvement in oxidation resistance of CVD-SiC coated C/C composites by silicon infiltration pretreatment, Carbon, Volume 36, Issues 7–8, 1998, Pages 929-935 102 [71] Milan Yazdanfar, Precursors and defect control for halogenated, CVD of thick SiC epitaxial layers, Doctoral thesis, Linköping University, Sweden, 2014 [72] Mario Tului, Barbara Giambi, Stefano Lionetti , Giovanni Pulci, FabrizioSarasini, Teodoro Valente, Silicon cacbit based plasma sprayed coatings, Surface & Coatings Technology 207 (2012) 182–189 [73] Tuan Nguyen Van, Tuan Anh Nguyen, Thu Quy Le, and Thi Ha Pham, Influence of plasma spraying parameters on microstructure and corrosion resistance of Cr3C2-25NiCr cermet cacbit coating, Anti-Corrosion Methods and Materials, 66 (2), 2019 https://doi.org/10.1108/ACMM-09-2018-2003 [74] Ibrahim Gunesa, Sukuru Takta, Investigation of diffusion kinetics of plasma paste borided AISI 8620 steel using a mixture of B2O3 paste and B4C/SiC; Indian Academy of Sciences,Vol 38, Part 3, June 2013, pp 513–526 [75] W Huang et al Ni60-SiC coating preparedby plasma spraying, plasma remeltingand plasma spray welding on surface of hot forging die; Journal of Wuhan University of Technology -Mater Sci Ed August 2011, Volume 26, P 153 – 161 [76] M Jafari, J Mostaghimi, H Monajatizadeh & M Rafiei; Microstructure evaluation of CO-222/SiC coating produced by the plasma spraying method, Journal Surface Engineering; pages 1-6 | 26 Dec 2016 [77] Taoyuan Ouyang, Xuanwei Fang, Enhancement of high temperature oxidation resistance and spallation resistance of SiC-self-healing thermal barrier coatings; Surface and Coatings Technology Volume 286, 25 January 2016, Pages 365–375 [78] A.A Istratov, E.R Weber, Physics of copper in silicon, J Electrochem Soc 149 (1), 2001, G21–G30 [79] E.A Gulbransen, K.F Andrew, F.A Brassart, The Oxidation of Silicon Cacbit at 1150° to 1400°C and at 9 × 10 − 3 to 5 × 10 − 1 Torr Oxygen Pressure, J Electrochem Soc 113 (12), 1966, 1311 [80] K Suganuma, K Nogi, Interface structure formed by characteristic reaction between α-SiC single crystal and liquid Cu, J Jpn Inst Met 59 (1995) 1292– 1298 [81] H.K Lee, J.Y Lee, Decomposition and interfacial reaction in brazing of SiC by copper-based active alloys, J Mater Sci Lett 11 (1992) 550–553 [82] Sagar (2016) A Review on Thermal Spray Coating Processes International Journal of Trend in Research and Development, 2, 556–563 [83] Shi D, Li M, Christofides P (2004), Diamond Jet Hybrid HVOF Thermal Spray: Rule-Based Modeling of Coating Microstructure, Industrial & Engin-eering Chemistry Research, vol 43(14), pp 3653-3665 [84] Shinoda, K., Tan, Y & Sampath, S Powder Loading Effects of Yttria-Stabilized Zirconia in Atmospheric dc Plasma Spraying Plasma Chem Plasma Process 30, 761–778 (2010) https://doi.org/10.1007/s11090-010-9250-7 [85] A Hahnel, E Pippel, R Schneider, D Sutter, J Woltersdorf, Composites A 27 (1996) 685–690 103 [86] A Hahnel, E Pippel, J Woltersdorf, Cryst Res Technol 35 (2000) 663–674 [87] C.S Liu, L.J Chen, Room-temperature oxidation of silicon in the presence of Cu3Si, Thin Solid Films 262 (1995) 187–198 [88] C.-D Qin, B Derby, Br Ceram Trans J 90 (1991) 124–125 [89] Q Zhao, Y Liu, Comparisons for corrosion rates of Ni–P based composite coatings in HCl and NaCl solutions, Corr Sci 47 (2005) 2807–2815 [90] Y Liu, Q Zhao, Study of electroless Ni–Cu–P coatings and their anti-corrosion properties, Appl Surf Sci 228 (2004) 57–62 [91] Y Sürme, A.A Gürten, E Bayol, E Ersoy, Systematic corrosion investigation of various Cu–Sn alloys electrodeposited on mild steel in acidic solution: dependence of alloy composition, J Alloys Compd 485 (2009) 98–103 [92] V Barranco, S Feiu Jr., S Feiu, EIS study of the corrosion behaviour of zincbased coatings on steel in quiescent 3% NaCl solution Part 1: directly exposed coatings, Corr Sci 46 (2004) 2203–2220 [93] J.B Bajat, V.B Miskovic-Stankovic, Z Kacarevic-Popovic, Electrochemical and sorption characteristics and thermal stability of epoxy coatings electrode posited on steel modified by Zn–Co alloy, Prog Org Coat 45 (2002) 379–387 [94] Thalia E Standish, Dmitrij Zagidulin,Sridhar Ramamurthy,Peter G Keech,James J Noël &David W Shoesmith, Galvanic corrosion of copper-coated carbon steel for used nuclear fuel containers, Corrosion Engineering, Science and Technology ,Volume 52, 2017 - Issue sup1, Pages 65-69 [95] SwastikaBanthiaia, Srijan Sengupta, Siddhartha Das, Karabi Das, Cu, Cu-SiC functionally graded coating for protection against corrosion and wear, Surface and Coatings Technology, Volume 374, 25 September 2019, Pages 833-844 [96] Soheila Faraji, Afidah Abdul Rahim, Norita Mohamed, Coswald Stephen Sipaut, Bothi Raja, The influence of SiC particles on the corrosion resistance of electroless, Cu–P composite coating in M HCl, Materials Chemistry and Physics Volume 129, Issue 3, October 2011, Pages 1063-1070 [97] Taguchi G, Chowdhury S, Wu Y (2007) Taguchi’s Quality Engineering Handbook Taguchi’s Qual Eng Handb doi: 10.1002/9780470258354 [98] Peter W M John (2012), Statistical Design and Analysis of Experiments, Springer, 2012 [99] K Krishnaiah, P Shahabudeen (2012), Applied design of experiments and taguchi methods, PHI, 2012 [100] E Sadeghimeresht , N.Markocsan, P Nylén, Microstructural and electrochemical characterization of Ni-based bi-layer coatings produced by the HVAF process, Surface & Coatings Technology, Surface & Coatings Technology 304 (2016) 606–619 [101] M Suarez, S Bellayer, W Gonzalez, D Chicot, J Lesage, E.S Puchi-Cabrera, M.H Staia, Corrosion behavior of Cr3C2–NiCr vacuum plasma sprayed coatings, Surface and Coatings Technology, Vol 202, pp 4566–4571 (2008) 104 [102] Fang Shao, Kai Yang, Huayu Zhao, Chenguang Liu, Liang Wang, Shunyan Tao, Effects of inorganic sealant and brief heat treatments on corrosion behavior of plasma sprayed Cr2O3 –Al2O3 composite ceramic coatings, Surface and Coatings Technology, Vol 276, pp 8–15 (2015) [103] M Urgen, A.F Cakir, O.L Eryilmaz, C Mitterer, Corrosion of zirconium boride and zirconium boron nitride coated steels, Surface and Coatings Technology, Vol 71 (1), pp 60-66 (1995) [104] A.F Kanta, M.P Planche, G Montavon, Electrochemical characterisations of Al2O3-13%TiO2 coated by atmospheric plasma spray, Plasma Chem Plasma Process, Vol 31, pp 867-877 (2011) [105] H Unal, A Mimaroglu, U Kadioglu, H Ekiz, Sliding friction and wear behaviour of polytetrafluoroethylene and its composites under dry conditions, Materials & Design, Vol 25 (3), pp 239–245 (2004) [106] W.G Sawyer, D.L Burris, Improved wear resistance in alumina-PTFE nanocomposites with irregular shaped nanoparticles, Wear, Vol 260, pp 915– 918 (2006) [107] R Balaji, Malathy Pushpavanam, K Yogesh Kumar, K.Subramanian, Electrodeposition of bronze–PTFE composite coatings and study on their tribological characteristics, Surface and Coatings Technology, Vol.201, pp 3205–3210 (2006) [108] Nabeel Maqsood, Afzal Khan, Muhammad Khalid Alamgir, Shaukat Ali Shah, Muhammad Fahad, PTFE thin film coating on 316L stainless steel for corrosion protection in acidic environment, Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol.36(1), pp 183-190 (2017) [109] Knotek O, Elsing R, Balting U On the influence of thermophys-ical data and spraying parameters on the temperature curve in the thermally sprayed coatings during production Surf Coat Technol 1988;36:99-110 [110] Zhang XC, Gong JM, Tu ST Analysis on deposition process and residual stress in plasma spraying Pressure Vessel Technol 2003; 20:33-6 [in Chinese] [111] https://www.praxairsurfacetechnologies.com/en/components-materials-andequipment/materials [112] https://www.ceramicsrefractories.saint-gobain.com/sites/hps-mac3-cmapcr/files/assetbank_media/hexoloy-sa-sic-en-1013-tds-215398.pdf [113] https://www.hoseandfittings.com/technical-info/rubber-chemical-resistance/ [114] https://www.researchgate.net/publication/349077831_Effect_of_plasma_spray_ distance_on_the_features_and_hardness_reliability_of_YSZ_thermal_barrier coating 105