L ỜI NÓI ĐẦU
1.3.2.4 Cấu trúc của lớp phủ kim loại
Lớp phủ kim loại có tính chất và thành phần khác hẳn với vật liệu ban đầu. Cấu trúc của lớp kim loại phủ có đặc trưng của các cấu trúc bị nguội lạnh đột ngột. Sự nguội lạnh của các phần tử xảy ra rất nhanh và tốc độ nguội lạnh rất lớn, do vậy khi đông đặc sẽ xuất hiện trong mạng những trung tâm lệch mạng, những trung tâm này cóảnh hưởng đến độ bám dính của lớp phủ.
Do sự kết tinh nhanh của các hạt trong lớp phủ ta có thể nhận được cấu trúc giả bền vững dưới dạng các dung dịch rắn bão hòa và các trạng thái vô định hình của kim loại. Công đoạn gia nhiệt sau khi phun sẽ phân tách các pha bền ở dạng tạp chất cấu trúc nhỏ, phân bố đều trong thể tích lớp phủ. Cấu trúc như vậy sẽ tạo nên lớp phủ bền, có khả năng chịu nhiệt tốt.
Hình 1.28. Cấu trúc của lớp phủ kim loại
Trong lớp phủ kim loại có thể có hai loại oxit, một loại oxit được hình thành riêng biệt, loại khác bao bọc xung quanh các phần tử kim loại biến dạng. Loại đầu thường coi là bất lợi, làm xấu tính chất cơ học lớp phủ. Loại thứ hai làm nhiệm vụ liên kết các phần tử kim loại riêng biệt. Bên cạnh các cấu trúc trên, trong thành phần cấu trúc lớp ph ủ phải kể đến một lượng khá lớn các lỗ xốp. Các lỗ xốp này được hình thành do sự liên kết không chặt chẽ của các phần tử kim loại khi biến dạng. Các lỗ xốp có trong các cấu trúc của lớp phủ sẽ cho lớp phủ những tính chất tốt khi lớp phủ làm việc trong điều kiện bôi trơn.
Lớp phủ hình thành trong không khí, do vậy các lỗ xốp bị lấp đầy khí, do đó làm xấu đi các tính chất tiếp xúc, đặc biệt là giữa các lớp có khả năng bão hòa khí lớn nhất. Còn có các khuyết tật khác cũng có thể hình thành như: không bám dính giữa lớp phủ và chi tiết, sự phân tầng, nứt tế vi do ứng suất kéo trên các phần tử biến dạng tạo thành, các vết nứt vuông góc với bề mặt do lớp phủ co lại khi nguội và bị cản co do lực bám dính, các hạt không nóng chảy. Thành phần hoá học của lớp phủ kim loại cũng khác với thành phần của vật liệu
phủ ban đầu. Nói chung thành phần hoá học (các nguyên tố kim loại) ở lớp phủ thường giảm đi, đặc biệt là các hợp kim.
Lớp phủ có cấu trúc lớp, bao gồm các hạt bị biến dạng rất nhiều, nối với nhau theo bề mặt tiếp xúc. Có đặc trưng gồm những tấm kim loại có sự phân lớp do các tấm hình thànhở các thời điểm khác nhau trượt lên nhau. Các tấm này có độ biến dạng khác nhau và bị phân cách với nhau bằng một lớp oxit mỏng với chiều dày 1m. Biên giới phân chia giữa lớp phủ và nền kim loại xác định độ bám dính giữa chúng.Tính chất của bản thân lớp phủ thể hiện bằng độ kết dính giữa các phần tử hạt. Biên giới giữa các lớp hình thành do khoảng thời gian khác nhau giữa các lần phun. Sau mỗi lần phun, bề mặt rất nhanh bị nhiễm bẩn, bị oxy hóa.
Do đó làm cho các quá trình tiếp xúc giữa các hạt trở nên khó khăn hơn và từ đó xuất hiện biên giới giữa các lớp phun. Chiều dày lớp dao động rất nhiều và phụ thuộc vào công nghệ tiến hành.
Cấu trúc và tính chất lớp phủ phụ thuộc vào các quá trình tương tác giữa các hạt kim loại với dòng khí và quá trình hình thành lớp phủ trên bề mặt kim loại nền, nó quyết định bởi công nghệ và chế độ công nghệ phun phủ.
1.4 Độ bám dính của lớp phủ kim loại1.4.1. Lực bám dính của các hạt kim loại