phương pháp tổng hợp nano : phương pháp phủ nhiệt .Phương pháp phủ nhiệt là phương pháp thích hợp để xử lý lớp phủ bề mặt cấu trúc nano31. Đây là kỹ thuật hiệu quả do nó tích tụ bột tinh thể nano nóng chảy,đẩy nhanh lên bề mặt,làm nguội rất nhanh qua từng bước.Việc nóng chảy và đóng rắn nhanh giúp duy trì pha tinh thể nano và cấu trúc vô định hình.Duy trì cấu trúc tinh thể nano làm tăng độ cứng, giảm hệ số ma sát so với lớp phủ thông thường.
Tổng hợp nanocomposites phương pháp phủ nhiệt Phương pháp phủ nhiệt phương pháp thích hợp để xử lý lớp phủ bề mặt cấu trúc nano[31] Đây kỹ thuật hiệu tích tụ bột tinh thể nano nóng chảy,đẩy nhanh lên bề mặt,làm nguội nhanh qua bước.Việc nóng chảy đóng rắn nhanh giúp trì pha tinh thể nano cấu trúc vô định hình.Duy trì cấu trúc tinh thể nano làm tăng độ cứng, giảm hệ số ma sát so với lớp phủ thông thường Hình 1.6 quy trình phủ nhiệt nói chung[32].Để hình thành dạng bột ban đầu,bột thường nghiền khô để thu kích thước tinh thể cấu trúc nano[33-35].Ở điều kiện thích hợp,như : Fe kết hợp Al tạo kết tủa,duy trì cấu trúc tinh thể nano đến 75% nhiệt độ nóng chảy kim loại tinh khiết Kim loại tinh khiết(trừ aluminum) cần kết hợp trước cấu trúc tinh thể nano ổn định nhiệt độ cao[36].Với WC/Co Cr3Cr2/NiCr,hạt cứng xâm nhập vào hạt kích thước nano đặt vào chất kết dính [37,38].Một số hệ thống khác nghiền trước phủ nhiệt : thép,NiCr,Cr3C2.Trong tất trường hợp hình thành nitrogen hay oxygen gây ô nhiễm Bột tinh thể nano tổng hợp từ phương pháp khác cần tích tụ lại để hạt kích thước 50nm đưa vào súng phun nhiệt.Không giống việc nung kết ceramic,sự tích tụ không làm ngăn cản hoàn toàn đông đặc.Kích thước hạt đủ lớn đảm bảo gia nhiệt đều.Nguyên liệu hạt tinh thể nano đưa vào bên (bên đèn xì) bột phun ngoài.Loại tia hay lửa phụ thuộc kỹ thuật phủ nhiệt kỹ thuật này,hệ số dòng khí nóng lạnh điều chỉnh thông số nhiệt độ vận tốc Nhiệt độ vận tốc,cùng với khoảng cách phun(khoảng cách từ cuối đầu phun đến bề mặt),điều chỉnh nhiệt độ mà hạt đạt đến.Tác động liên tiếp phân tử trạng thái nóng chảy hay phân lớp bề măt hay lớp kết tủa vật liệu hình thành lớp phủ Khả trì cấu trúc tin thể nano suốt trình lớp kết tụ giới hạn để cải thiện hoạt tính vi cấu trúc nano dẫn đến số cấu trúc định.Một số thông số quan trọng : a)Sự ổn định nhiệt hạt tinh thể : vật liệu tinh thể nano phá triển hạt nhiệt độ thấp nhiệt độ thu vật liệu thông thưởng.Diện tích bề mặt lớn dẫn đến phát triển.(b)Độ nóng chảy xảy hệ : điều chỉnh thông qua khoảng cách phun,nhiệt độ vòi phun hay vận tốc vòi,và thông số tối ưu xác định chủ yếu từ thực nghiệm.(c)Tốc độ làm lạnh: tốc độ làm lạnh cao dẫn đến tạo mầm nhanh tốc độ phát triển hạt chậm,điều cho hình thành hạt tinh thể nano.Hệ thống ó khuynh hướng trì cấu trúc tinh thể nano ,thậm chí nhiệt độ cao có tạp chất hay pha thứ ổn định cấu trúc tinh thể[40].Ví dụ phương pháp nghiền khô tạo hạt kích thước nano (oxide,nitride,oxy nitride) [41] làm thay đổi biên hạt Hơn nữa,tạp chất hay chất tan biên hạt làm giới hạn phát triển hạt [42,43] Quá trình phủ plasma với nhiên liệu oxy vận tốc cao (HVOF) phương pháp phủ nhiệt sử dụng để sản xuất lớp phủ tinh thể nano nanocomposite Trong phủ plasma,sử dụng hồ quang điện để ion hóa khí trơ,sản xuất động nhiệt plasma với nhiệt độ chất khí vận tốc 11000K 2000 m/s Phương pháp phủ plasma chân không phủ plasma ỏ áp suất thấp ứng dụng hiệu sản xuất lớp phủ nanocomposite WC/Co Ứng dụng HVOF cần buồng đốt mà nhiên liệu (hydrogen,propylene,acetylene,propane)được đốt cháy điều kiện có oxy hay không khí ( HVAF) Điều dẫn đến vận tốc dòng khí siêu nhanh Vận tốc hạt nhanh so với vận tốc phun plasma ( 800m/s),năng lượng nhiệt thấp ( lên đến 3000K ), làm giảm nhiệt bốc phân tử Nhiệt độ thấp tốc độ cao làm lớp phủ bám chặt lên bề mặt ,đồng nồng độ oxide thấp Lớp phủ WC/Co thu hút nhiều quan tâm chúng có độ chịu mòn cực tốt Hơn nữa,cấu trúc nano làm tăng độ bền giảm hệ số ma sát Tuy nhiên ,không phải lúc lớp phủ nhiệt WC/Co cải thiện hoạt tính Lớp phủ nhiệt WC/Co HVOF làm giảm độ bền phẩn hủy pha carbide suốt trình phủ[44] Bột tinh thể cấu trúc nano đạt nhiệt độ cao gần 500o so với bột tinh thể kích thước thông thường Tuy nhiên,việc phủ plasma chân không tạo lớp phủ có độ bền cải thiện đáng kể giảm hệ số ma sát ,điều dự đoán áp suất Ar ngăn cản oxi hóa pha carbide [45] Cr3C2/NiCr composites ứng dụng điều kiện cần độ chịu mòn,nhưng cần bổ sung tính WC/Co ,có độ chịu mòn cao Lớp phủ có cấu trúc nano làm tăng độ cứng, độ bền chống xước giảm hệ số ma sát Độ đồng cấu trúc mật độ tinh thể nano Cr2O3 (hình thành oxi hóa suốt trình phủ nhiệt ),so với vật liệu thông thường tăng hoạt tính Hình 1.7 ví dụ đồng lớp phủ có cấu trúc nano Ceramics alumina/titania zirconia phủ nhiệt,và bột tinh thể cấu trúc nano có kích thước hạt cuối dạng vi mô lớp phủ Mặt khác, độ phun hay biến dạng hạt yếu tố ảnh hưởng,đảm bảo bề mặt tương tác đủ rộng hạt Vì vậy, số hạt nóng chảy cho bề mặt phủ ,chất lượng cao ... phát triển hạt [42,43] Quá trình phủ plasma với nhiên liệu oxy vận tốc cao (HVOF) phương pháp phủ nhiệt sử dụng để sản xuất lớp phủ tinh thể nano nanocomposite Trong phủ plasma,sử dụng hồ quang điện... khí trơ,sản xuất động nhiệt plasma với nhiệt độ chất khí vận tốc 11000K 2000 m/s Phương pháp phủ plasma chân không phủ plasma ỏ áp suất thấp ứng dụng hiệu sản xuất lớp phủ nanocomposite WC/Co... nhiên ,không phải lúc lớp phủ nhiệt WC/Co cải thiện hoạt tính Lớp phủ nhiệt WC/Co HVOF làm giảm độ bền phẩn hủy pha carbide suốt trình phủ[ 44] Bột tinh thể cấu trúc nano đạt nhiệt độ cao gần 500o