|
|
Properties of hydroxyapatite surface deposited by plasma spray technologies
Matějková, M. ; Čížek, Jan ; Mušálek, Radek ; Dlouhý, I.
The surface properties of hydroxyapatite (HA) deposited on the Ti-6Al-4V substrates by plasma spraying were studied. Two different plasma spray technologies (hybrid plasma spray system (WSP-H) and conventional atmospheric plasma spray technology (APS)) and two various feedstock (suspension for WSP-H and powder for APS) were used for deposition of HA layers potentially suitable for bio-applications. The layers properties (thickness, chemical and phase composition) and coating-substrate interface quality were analyzed. The XRD analysis showed formation of small amount of new phases (TTCP and CaO) in layers deposited by WSP-H. Better coating-substrate interface quality of samples prepared by WSP-H was observed. The results showed the deposition of HA through liquid feedstock via WSP-H as a promising route, complementing the traditional APS powder deposition in the near future.
|
|
|
Preparation of spheroidized and nano-structural spinels by the SPPS method
Brožek, Vlastimil ; Lukáč, František ; Medřický, Jan ; Mušálek, Radek ; Mašláni, Alan ; Mastný, L. ; Brodil, R.
Solution Precursor Plasma Spraying (SPPS) method, using hybrid water-stabilised plasma torch (WSP®-H), is presented in this study. Precursor, in a form of a solution of inorganic salts, is injected into the plasma jet, where the temperature can reach up to 25 000 K and a series of reactions lead to the formation of spherical sub-micrometric sized particles. The complete process of evaporating the liquid, crystallization, thermic decomposition, melting and recrystallization takes place in few milliseconds before the particles solidify. Melted nanoparticles can be either directly collected in order to obtain ultrafine powders or deposited onto a substrate to form micro-splats and continuous polycrystalline, and often partially amorphous, coatings. The possibility of continuous and discontinuous changes of stoichiometric composition in tetrahedral and octahedral configurations were analysed for the deposits of MgAl2O4, CoAl2O4 and CoFe2O4 spinels. Furthermore, thin colourful coatings of ruby and modified cobalt oxides were deposited onto ceramic and metallic substrates.
|
|
|
Deposition of Titania from Solution by Hybrid Water-Stabilized Plasma Torch
Mušálek, Radek ; Medřický, Jan ; Tesař, Tomáš ; Kotlan, Jiří ; Lukáč, František
Thermal spraying with liquid feedstock presents a novel route for deposition of functional coatings. In this study, possibility of preparation of titania coatings from solution by hybrid water stabilized plasma torch is presented. Coatings were prepared from solution of titanium isopropoxide Ti[OCH(CH3)2]4 in anhydrous ethanol. Fragmentation of feedstock stream in the plasma jet was monitored by shadowgraphy. Deposition was carried out on steel samples mounted to the cooled rotating carousel. Cross-sectional images from SEM microscope showed successful formation of the deposit with dual morphology consisting of fine feather-like features combined with bigger droplets. X-ray diffraction revealed formation of nanometric rutile crystallites.
|
|
|
Plazmové stříkání z kapalné fáze: interakce kapaliny s proudem plazmatu a vznik nástřiku
Tesař, Tomáš ; Mušálek, Radek ; Medřický, Jan ; Lukáč, František
Plazmové stříkání z kapalné fáze je rychle se rozvíjejícím odvětvím žárového stříkání. Hybnou silou vývoje jsou unikátní vlastnosti, které vrstvy deponované z kapalné fáze nabízejí, jako je vysoká tvrdost, vysoká odolnost vůči tepelným šokům či nízká tepelná a elektrická vodivost. Klíčovým faktorem ovlivňujícím výsledný vzhled a vlastnosti vyrobeného nástřiku je zvolený vstupní materiál, kterým může být suspenze jemného prášku či roztok. Parametry dané suspenze (koncentrace pevné fáze, viskozita, povrchové napětí, chemické složení, atd.) či roztoku (zejména koncentrace) pak ovlivňují interakci s proudem plazmatu, která má na výslednou mikrostrukturu zásadní vliv. Tento příspěvek přibližuje problematiku interakce kapalného vstupního materiálu s plazmatem a ukazuje možnosti studia mechanismů růstu nástřiku.
|
|
|
První experimenty s přípravou suspenzního nástřiku Al2O3 pomocí hybridního plazmového hořáku
Tesař, Tomáš ; Mušálek, Radek ; Medřický, Jan ; Kotlan, Jiří ; Pala, Zdeněk
Hybridní vodou stabilizovaný hořák WSP-H představuje zajímavou alternativu k běžným hořákům pro žárové stříkání, neboť poskytuje jedinečnou kombinaci rychlosti plazmatu a entalpie dostupné pro zpracování materiálu. V této práci je studován vliv depozičních parametrů na charakteristiky nástřiku. Jako modelový materiál byl použit nanometrický Al2O3 dispergovaný v etanolu. Nástřik byl zkoumán pomocí skenovací elektronové mikroskopie a rentgenové difrakce. Výsledky prokázaly závislost charakteru mikrostruktury a fázového složení na podávací vzdálenosti a podávaném množství suspenze. Výsledky jsou zajímavé pro další optimalizaci depozičního procesu
|
|
|
Mechanical and chemical properties of plasma sprayed bronze CuAl10 coating on magnesium and magnesium alloy AZ91
Kubatík, Tomáš František ; Vilémová, Monika ; Mušálek, Radek ; Janata, Marek
The most common magnesium alloy AZ91 is widely used as a structural material, but its use is limited at higher temperatures and high humidity. Plasma spraying is a technology that allows to prepare protective metallic and nonmetallic coatings on a wide variety of substrates including magnesium and its alloys. In this study, CuAl10 was plasma sprayed on magnesium and magnesium alloy AZ91 with the aim to study corrosion resistance of the magnesium substrates. The work focuses on optimization of the plasma spraying process, on chemical composition of the coatings, on interface between the coating and substrate, as well as on adhesive strength of the coatings. The coating were deposited after two passes of the spraying torch resulting in thickness of 150 micro m on magnesium substrate and 110 micro m on AZ91 substrate. Chemical microanalysis showed that deposition of CuAl10 alloy on magnesium results in formation of an intermetallic layer at the interface. The layer provides a
|
|
|
Chemical aspects of antiballistic cermets preparation
Brožek, Vlastimil ; Kubatík, Tomáš František ; Chráska, Tomáš ; Mušálek, Radek ; Janata, Marek ; Mastný, L.
The paper aims to demonstrate the possibilities of metal-ceramic material deposition on different types of metal or ceramic substrates using plasma deposition. A number of self-supporting components and the preparation of metal-braced composites are described and the results of plasma depositions of two particular extremely hard ceramic materials, boride and nitride of titanium are presented. The plasma deposition of these material is performed in technological conditions which prevent undesirable high-temperature oxidation. The paper describes deposition conditions that may lead to materials suited to create anti-ballistic protection and complicated shapes or improve parameters of surface layers of present anti-ballistic ceramics.
|
|
|
Properties of Novel Hybrid Water-Gas DC Arc Plasma Torch
Chráska, Tomáš ; Hrabovský, Milan ; Glanc, Aleš ; Mušálek, Radek ; Medřický, Jan
A new type of plasma torch with combined stabilization of electric arc by water vortex and gas flow is presented. This hybrid water/gas stabilization offers the possibility of adjusting plasma jet parameters within a wide range from high-enthalpy low-density plasmas typical for liquid stabilized torches to lower enthalpy higher density plasmas generated in gas stabilized torches. Moreover, gas flow in the cathode part protects a cathode tip and thus a consumable graphite cathode used in water-only stabilized plasma torches could be replaced by a fixed tungsten cathode. Examples of hybrid WSP torch utilization for high temperature application are given.
|
|
|
Netradiční techniky studia porušování materiálů zpracovaných plazmovou technologií
Mušálek, Radek
V příspěvku je uvedeno několik příkladů použití vybraných netradičních metod pro studium porušování materiálů připravených plazmovou technologií - plazmovým stříkáním a slinováním v pulzním elektrickém poli (Spark Plasma Sintering – SPS). Tyto materiály mají mikrostrukturu, která se zásadně liší od struktury konvenčních materiálů a možnosti použití klasických metod studia porušování jsou značně omezené. Například také proto, že často není k dispozici dostatečný objem materiálu. Cílem příspěvku je ilustrovat výhody propojení studia změn mikrostruktury během zatěžování a makroskopických vlastností zkoumaných materiálů.
|
|
|
Silicon carbide for chemical application prepared by SPS method
Brožek, Vlastimil ; Kubatík, Tomáš František ; Vilémová, Monika ; Mušálek, Radek ; Mastný, L.
Silicon carbide discovered more than 121 years ago has a wide usage in the mechanical engineering industry as well as in electrical engineering.It is an excellent abrasive medium as well as a construction material with high resistance to mechanical and chemical deterioration.Under standard condition, silicon carbide has no melting point (decomposes at 2700 °C – principle used for industrial production of silicon),thus the bulk form must be prepared in a composite form with a metallic, ceramic or polymer binder. This method is suitable for tailoring of mechanical properties; nevertheless,it does not produce SiC form applicable for laboratory purposes.Binder-free sintering of SiC is practically impossible, despite decreased chemical resistivity of the produced material. Pure SiC is insoluble in all acids except hydrofluoric acid.Reaction of SiC with HF is enabled only due to residual SiO2 created during the industrial production.However, SiO2 located between the planes of growth of SiC
|
host ::
RSS.