kooch_kooloo2002
عضو جدید
فرآیند پاشش گرمایی مواد نانو کریستالی
مقدمه:
اخیرا توجهات زیادی در زمینه مواد نانو مقیاس (همچنین مواد نانو کریستال و نانو فازی ) ایجاد شده است که گستره ی اندازه آنها از یک تا صد نانو متر است.
چنین شیوع ناگهانی اشتیاق نه تنها به واسطه خواص برجسته است که می توان از چنین مواد بدست آورد. بلکه همچنین بواسطه درک شکاکان اولیه در مورد توانایی تولید پودرهایی با کیفیت بالا و بهم نچسبیدن در مقیاس نانو دیده شده بود.
تنها در ایالات متحده تقریبا دوازده روش بوسیله بیش از شصت کمپانی درگیر مواد نانو ساختار بکار گرفته شده است که برخی از آنها به صورت تجاری در آمده است. بنابراین تمرکز از روشهای اولیه تولید آزمایشگاهی به فرایند های تولید صنعتی در حال تغییر است.
کاربردهای بالقوه تمام جزء فناوری را پوشش مئ دهد. از پوششهای مانع حرارت برای پره های توربین تا پره های چرخان در بربر سایش مقاوم است.
کاربرد مواد نانو کریستالی مورد استفاده بعنوان مواد اولیه پودری برای پاشش حرارتی بوسیله گستره وسیعس از منابع پودری در دسترس آنان شده است.
این منابع پودزی شامل : متراکم کردن بخار؛رسوب محلولی؛ سنتز احتراق؛ فرآیند سل ژل؛ سنتز شیمیایی-حرارتی وآلیاژ سنتزی وآسیاب مکانیکی می باشد.
روش تراکم بخار و روش رسوب شیمیایی بطور موفقیت آمیزی برای تولید مقادیر در حد تن از پودرهای سرامیکی؛ فلزی و کامپوزیتی نانو مقیاس برای کاربردهای تجاری در جهت افزایش میزان تولید ارتقاع یافته است.
پوشش هایی که با پاشش های گرمایی حاصل شده اند در مقایسه با پوشش هایی که با دیگر فنآوری های رایج تولید شده اند خواص مکانیکی و فیزیکی افزایش یافته و بی نظیری را از خود نشان می دهد.
در بین مقالات موجود نشان وی دهد که بهبود هایی در کارآیی فیزیکیبرای چندین پوشش نانو ساختاری بر پایه فلزی و سرامیکی ثبت شده است.
برای مثال:مقادیر میکرو سختی پوششهای نانو ساختاری با پاشش گرمایی نیکلincoxel 718 وفولاد ضد زنگ 316 در مقایسه با پوششهای مرسوم پاشیده شده به ترتیب 20؛60 و 36 درصد بیشتر بوده است (پوششهای پاشیده شده با پودرهای میکرونی)
اثر بالقوه این پوششهای نانو ساختاری مهم است. برای مثال:در یک کشتی تقریبا 1500 پوشش روئ هم قرار گرفته وجود دارد.
طول عمر این قطعات بهم پیوسته می توان تودید یابد اگر یک پوشش نانو کریستالی با بهبود هایی در ویژگی های سختی و سایش مورد استفاده قرار بگیرد.
علاوه بر این به نظر می آید که سهم بسیاری از عیب های تنه کشتی به دلیل خوردگی بخار باشد.
بهبود خواص سایش پوشش های نانو کریستالی برای چنین کاربردهای خاصی به صورت ایده آلی مناسب شده است.
این مثال و دیگر مثال ها ثابت می کند که پوشش های نانو کریستالی ایجاد شده با پاشش گرمایی می توان به یک گستره وسیعی از صنایع توسعه یابد و نیز گستره وسیعی از موادی که می تواند برای ساخت ترکیبات متنوع استفاده شود شامل شود.
بر اساس مطالعات صنعتی چاپ شده اخیر بازار پیشنهاد شده ایالات متحده برای پوشش های نانو ساختاری تا 6000000 دلار تخمین زده می شود. که همواره رشد میانگین سالانه 43 درصد در طول سالهای 1996-2001 بوده است
در نتیجه پوشش های نانو ساختاری دارای نقش افزاینده ای در بسیاری از کاربرد های صنعتی در شروع قرن اخیر هستند.
مطالعات منتشر شده که بهبود هایی در خواص فیزیکی در پوشش هاش نانو کریستالی را ثبت کرده اند حقیقت عاقلانه ای را آشکار می کند آن حقیقت آنست که رفتار مواد نانو ساختاری در این پاشش گرمایی در عوامل پیچیده ای مانند آنچه در زیر لیست شده است وابسته است:
-مورفولوژی و شکل شناسی پودرهای خوراک اولیه.
اغلب مواد نانو ساختاری به صورت کلوخه ای و بهم چسبیده تولید می شود کره های توخالی یا ورقه ای و رفتار آنها در حین پاشش در دهانه نازل و همینطور در حین حرکت از نازل تا سطح به صورت کامل فمیده نشده است.
-پایداری حرارتی پودر های نانو ساختاری:
ویژیگی های نانو ساخناری پودر های B شروع کنند باید در پوشش نهایی باقی بماند تا کارآیی به حداکثر برسد: نتایج موجود ثابت می کند که تحت شرایط معین تولید دانه های نانو کریستال بوسیله جوانه زنی سریع در حین حرکت از دهانه نازل تا سطح و اصابت با سطح ممکن می باشد.
-رفتار گرمایی وشتاب حرکتی پودر های نانو ساختاری:
نتایج ابتدایی برای مواد نانو ساختاری بدست آممده ولی استفاده از پارامترهای که برای مواد نانو ساختاری بدست آمده ولی استفاده از پارامترهایی که بزای پودرهای مرسوم (معمولا کروی) بهینه شده دلگرم کننده هستند ؛ بهینه سازی پاشش حرارتی برای مواد نانو ساختاری هنجام نشده است . برای مثال : بهینه سازی شیمیایی ؛شکل شناسی و مورفولوژی و ضخامت پوشش بایستی به دست یابی کار آمدی فیزیکی که تاکنون با پوشش های مرسوم بدست نیامده منجر شود.
نظر به مطالبی که در بالا بدست آمده ؛ هدف از ارایه این مقاله فراهم آوردن زمینه ای از پیشرفت های اخیر در زمینه پوشش های نانو ساختاری با کارآیی بالا و پرداختن توجه ویژه ای به مطالب اساسی تحت حیطه آن است.
-تولید پودرهای نانو ساختاری برای پاشش گرمایی:
مواد نانو ساختاری به عنوان جامداتی با ویژگی های طولی در حوزه نانو متر (10 -9 (Mدر حداقل یکبعد تعریف می شود.
روش های مختلفی مانند ترامک گاز خنثی ؛کندو پاش؛ پاشش پلاسما؛رسوب بخار ؛رسوب الکتریکی ؛انجماد سریع و سایش جرقه ای برای تولید مواد نانو ساختاری می تواند استفاده شود.
در بین این روش های مختلف آسیاب ساینده و هم رسوبی به طور رایجی برای ساخت مقادیر زیاد (کیلو گرم بر یک مجموعه) ذرات میکرونی با دانه های نانو ساختاری استفاده می شود.
ترکم و چگالش گاز؛ آلیاژ سازی و آسیاب مکانیکی ؛ کریستالیزاسیون ؛ آلیاژهای بی شکل ؛ آمورف ؛ رسوب شیمیایی و فرآیند تبدیل پاشش برای تولید نانو کریستال های سه بعدی استفاده شده است.
روش های آلیاژ سازی و آسیاب مکانیکی برای تولید مقادیر زیاد برای استفاده ممکن تجاری استفاده شده است.
آلیاژ سازی مکانیکی و آسیاب مکانیکی برای تولید مقادیر زیاد برای یک فرآیند آسیاب گلوله ای با انرژی بالا استکه پودر های مخلوط شده عناصر بطور پیوسته بهم متصل می شوند و خرد می شوند تا اینکه آلیاژی در حد اتمی بدست آید.
عوامل موجود و تاثیر گذار در فرآیند آلیاژ سازی و آسیاب مکانیکی شامل زمان آسیاب کردن ؛ نسبت شارژ؛ محیط آسیاب و مکانیک داخلی ویژه هر آسیاب می باشد.
یکی از تحقیقات اخیر در مورد ارزیابی نانو ساختاری نانو کریستال های نیکل تولید شده بوسیله آسیاب مکانیکی نشان مئ دهد که محیط آسیاب و دمای آن شدیدا رفتار تغییر شکل پودرها را تحت تاثیر قرار می دهد.
تشکیل کلوخه های ورقه ای شکل نا مقطع به اتصال و خرد شدن پیوسته ذرات پودری در حین فرآیند آسیاب مکانیکی نسبت داده می شود.
نرخ ریز شدن ساختاری وابسته به انرژی مکانیکی ورودی و کار سختی مواد است روش crymilling آلودگی های اکسیژن ناشی از اتمسفر را کاهش می دهد و حرارت تولید شده در این آسیاب کردن را به حداقل می رساند ؛ بنابراین خرد شدن به اتصال غلبه می کند. علی الخصوص در آسیاب مواد شکل پذیر.
اندازه دانه های نیکل هنگامی که آسیاب بجای تماس با متانول در تماس با نیتروژن مایع است به قدرکافی ریز شده اند.
گرچه روش های متفاوت برای تولید پودرهای نانو ساختاری در دسترس هستند ؛ پودرها؛ اندازه ذرات متفاوت و مورفولوژی مختلفی ارایه می دهند .
چلش و مشکل عمده در تولید پودرهایی است که برای فرآیند پاشش گرمایی مناسب هستند.
این احتیاج به توزیع اندازه نزدیک ومورفولوژی کروی اشاره شده دارد. بعنوان مثال :پودرهای نانو کریستالی کاربید تنگستن- کبالت تولید شده به روش رسوب محلولی تفاوتهای اساسی در مورفولوژی پودر به همان صورت در اندازه ذرات در مقایسه با آنهایی که به روش آسیاب مکانیکی تولید شده اند تز خود نشان می دهند.
پودرهای نانوکریستالی co وwc تولید شدهبا رسوب شیمیایی و به دنبال آن خشک کردن پاشش فرآیند کربورازسیون دمای بالا حاوی ذرات با مورفولوژه کروی توخالی با اندازه میانگین 50 میکرومتر مئ باشد.
دانه های کاربید تنگستن ؛با اندازه دانه ورگسترده ی 20 تا 40 نانومتر در اطراف دیوار ذرات توزیع شده اند. از طرف دیگر نانوکریستالهای co و wc تولید شدهبا آسیاب مکانیکی نانودانه هایی با شکل منظم به ثمرمی دهد.
اندازه دانه میانگین پودرهای co و wc از 169 نانومتربعد از 2 ساعت آسیاب تا 14 نانومتر بعد از 20 ساعت در دمای اتاق در محیط هکزان ((C6 H 14 کاهش می یابد. تشکیل کاربیدهای نانوکریستال به فرآیند خرد شدن پیوسته درحین آسیاب مکانیکی نسبت داده شده است. ذرات کاربید ترو خردشده به تکه های با شکل کوچک بودند که درون فاز چسبان ثابت بهم متصل شده اند.
فرآیند خرد شدن تکراری نهایتامنجر به تشکیل ساختار کامپوزیتی (ترکیبی ) می شود.
نانو خوشه ها بعنوان محصول انجماد سریع تولید شدندو به صورت پودرهایی بعد از عبور از رسوب دهنده الکترواستاتیک جمع شده اند.
پودرهای کلوخه ها به اندازه میکرونی وترد شکل نامنظم تشکیل میدهند که؛پودرهای سرامیکی و مورفولوژی پوسته های تو خالی تشکیل شده با فرآیند هم رسوبی تفاوت دارد.
اندازه دانه پودرهای سرامیکی تولید شده با پیرولیزپاششی پلاسما در گستره ی بین 1 تا 50 نانومتر می باشند.توزیع اندازه دانه ها وابسته به شیمی پیش ماده های مایع است. محلول های آبی توزیع وسیعتری از دانه های بزرگ در مقایسه با محلول های آبی فلزی ایجاد می کنند.
بنابراین با وجود اینکه این تکنیک مزایای بالغوه ای را در تولید مقادیر زیاد از پودرهای نانوسرامیکی عرضه می کند ولی مطالعات بیشتر برای بهینه کردن به عوامل پاشش فرآیند در حال اجراست.
اندازه ذره پودرهای نانوکریستالیتولیدی با استفاده از روشهای شرح داده شده در بالا برای استفاده در پاشش گرمایی خیلی کوچک یا خیلی نا منظم هستند بنابراین گاهی اوقات کلوخه شدن بیشتر برای فراهم شدن پودرهایی با گستره ی اندازه ذره قابل کنترل و قابل جریان برای پوشش کلوخه شدن پودرهای نانوکریستالی امری حیاتی است. برای اینکه مطمئن شویم که ساختار کریستالی و مورفولوژی حفظ شود.
عوامل چسباننده آلی متفاوتی مانند متیل سلولز ؛پلی وینیل الکل ؛کربوکسی متیل سلولزو پلی اتیلن گلایول است. کلوخه کردن پودرها به صورت موثر گزارش شده است.
مقدار چسب در مخلوط در مخلوط پودرو چسب می باشد.
بطور ویژه کربوکسیل-متیل سلولزسدیم؛ جهت نگه داشتن ذرات پودردرمخلوط معلق گزارش شده است وسپس دوغاب حاصل جهت تولید پودر های کلوخه شده سست و شل در یک خشک کن فرآوری می شود.
اخیرا پودرهای سرمت نانوکریستالی co-wc وcr3-nicr تولید شده بوسیله آسیاب مکانیکی در هگزان؛ بطور موفقیت آمیزی بوسیله مخلوط کردن با 2 درصد وزنی محلول متیل سلولز در آب به منظوربدست آوردن در یک شکل و ترکیب دوغاب کلوخه شده است.
اندازه ذرات پودرهای آسیاب مکانیکی شده (20 ساعت) کمتراز 10 میکرون بود که برای پاشش گرمایی خیلی کوچک است. سپس دوغاب برای 24 تا 48 ساعت در دمای 273 درجه کلوین آنیل شده آب از دوغاب بخار شده و دوغاب به شکل کلوخه های جامد در می آید. سپس کلوخه ها از صافی مش زیر 50 میکرون به منظور استفاده در پاشش گرمایی عبور داده شده. اندازه کلوخه های co وwc تقریبا 40 میکرون بود که مناسب برای استفاده در پاشش سرعت بالا HVOF (High- Vebcity- oxy- fuel)
پاشش گرمایی:
پاشش گرمایی ؛ فرآیند؛پوشش دهی مورد استفاده برای تولید پوشش های سرامیکی غیر فلزی وفلزی است که در آن پاششی از ذرات جامد نیمه مذاب یا مذاب که یک منبع حرارتی تولید شده بر روی ریز لایه بوسیله اتصالات مکانیکی نشانه می شود.
ریز ساختار پوشش از انجماد سریع ذرات نتیجه می دهد.
فلزات و آلیاژها در شکل میله وسیع معمولا در پاشش قوسی (AS) و پاشش شعله ای (FS) مورد استفاده قرار می گیرد.
پودر های فلزات؛آلیاژها؛اکسیدهای سرامیکی؛سرمت ها و کاربیها اغلب در پاشش حرارتی؛ جهت هوا ایجاد میکرو ساختارهای یکنواخت در پوشش های حاصل مورد اسثفاده قرار می گیرد. در اغلب مواردسطح اسپری شده باید قبل از پاشش به منظور به حداکثر رساندن استحکام پیوند بین پوشش وماده اسپری شده ؛روغن زدایی ماسک زده و زبر و خشن شود
مقدمه:
اخیرا توجهات زیادی در زمینه مواد نانو مقیاس (همچنین مواد نانو کریستال و نانو فازی ) ایجاد شده است که گستره ی اندازه آنها از یک تا صد نانو متر است.
چنین شیوع ناگهانی اشتیاق نه تنها به واسطه خواص برجسته است که می توان از چنین مواد بدست آورد. بلکه همچنین بواسطه درک شکاکان اولیه در مورد توانایی تولید پودرهایی با کیفیت بالا و بهم نچسبیدن در مقیاس نانو دیده شده بود.
تنها در ایالات متحده تقریبا دوازده روش بوسیله بیش از شصت کمپانی درگیر مواد نانو ساختار بکار گرفته شده است که برخی از آنها به صورت تجاری در آمده است. بنابراین تمرکز از روشهای اولیه تولید آزمایشگاهی به فرایند های تولید صنعتی در حال تغییر است.
کاربردهای بالقوه تمام جزء فناوری را پوشش مئ دهد. از پوششهای مانع حرارت برای پره های توربین تا پره های چرخان در بربر سایش مقاوم است.
کاربرد مواد نانو کریستالی مورد استفاده بعنوان مواد اولیه پودری برای پاشش حرارتی بوسیله گستره وسیعس از منابع پودری در دسترس آنان شده است.
این منابع پودزی شامل : متراکم کردن بخار؛رسوب محلولی؛ سنتز احتراق؛ فرآیند سل ژل؛ سنتز شیمیایی-حرارتی وآلیاژ سنتزی وآسیاب مکانیکی می باشد.
روش تراکم بخار و روش رسوب شیمیایی بطور موفقیت آمیزی برای تولید مقادیر در حد تن از پودرهای سرامیکی؛ فلزی و کامپوزیتی نانو مقیاس برای کاربردهای تجاری در جهت افزایش میزان تولید ارتقاع یافته است.
پوشش هایی که با پاشش های گرمایی حاصل شده اند در مقایسه با پوشش هایی که با دیگر فنآوری های رایج تولید شده اند خواص مکانیکی و فیزیکی افزایش یافته و بی نظیری را از خود نشان می دهد.
در بین مقالات موجود نشان وی دهد که بهبود هایی در کارآیی فیزیکیبرای چندین پوشش نانو ساختاری بر پایه فلزی و سرامیکی ثبت شده است.
برای مثال:مقادیر میکرو سختی پوششهای نانو ساختاری با پاشش گرمایی نیکلincoxel 718 وفولاد ضد زنگ 316 در مقایسه با پوششهای مرسوم پاشیده شده به ترتیب 20؛60 و 36 درصد بیشتر بوده است (پوششهای پاشیده شده با پودرهای میکرونی)
اثر بالقوه این پوششهای نانو ساختاری مهم است. برای مثال:در یک کشتی تقریبا 1500 پوشش روئ هم قرار گرفته وجود دارد.
طول عمر این قطعات بهم پیوسته می توان تودید یابد اگر یک پوشش نانو کریستالی با بهبود هایی در ویژگی های سختی و سایش مورد استفاده قرار بگیرد.
علاوه بر این به نظر می آید که سهم بسیاری از عیب های تنه کشتی به دلیل خوردگی بخار باشد.
بهبود خواص سایش پوشش های نانو کریستالی برای چنین کاربردهای خاصی به صورت ایده آلی مناسب شده است.
این مثال و دیگر مثال ها ثابت می کند که پوشش های نانو کریستالی ایجاد شده با پاشش گرمایی می توان به یک گستره وسیعی از صنایع توسعه یابد و نیز گستره وسیعی از موادی که می تواند برای ساخت ترکیبات متنوع استفاده شود شامل شود.
بر اساس مطالعات صنعتی چاپ شده اخیر بازار پیشنهاد شده ایالات متحده برای پوشش های نانو ساختاری تا 6000000 دلار تخمین زده می شود. که همواره رشد میانگین سالانه 43 درصد در طول سالهای 1996-2001 بوده است
در نتیجه پوشش های نانو ساختاری دارای نقش افزاینده ای در بسیاری از کاربرد های صنعتی در شروع قرن اخیر هستند.
مطالعات منتشر شده که بهبود هایی در خواص فیزیکی در پوشش هاش نانو کریستالی را ثبت کرده اند حقیقت عاقلانه ای را آشکار می کند آن حقیقت آنست که رفتار مواد نانو ساختاری در این پاشش گرمایی در عوامل پیچیده ای مانند آنچه در زیر لیست شده است وابسته است:
-مورفولوژی و شکل شناسی پودرهای خوراک اولیه.
اغلب مواد نانو ساختاری به صورت کلوخه ای و بهم چسبیده تولید می شود کره های توخالی یا ورقه ای و رفتار آنها در حین پاشش در دهانه نازل و همینطور در حین حرکت از نازل تا سطح به صورت کامل فمیده نشده است.
-پایداری حرارتی پودر های نانو ساختاری:
ویژیگی های نانو ساخناری پودر های B شروع کنند باید در پوشش نهایی باقی بماند تا کارآیی به حداکثر برسد: نتایج موجود ثابت می کند که تحت شرایط معین تولید دانه های نانو کریستال بوسیله جوانه زنی سریع در حین حرکت از دهانه نازل تا سطح و اصابت با سطح ممکن می باشد.
-رفتار گرمایی وشتاب حرکتی پودر های نانو ساختاری:
نتایج ابتدایی برای مواد نانو ساختاری بدست آممده ولی استفاده از پارامترهای که برای مواد نانو ساختاری بدست آمده ولی استفاده از پارامترهایی که بزای پودرهای مرسوم (معمولا کروی) بهینه شده دلگرم کننده هستند ؛ بهینه سازی پاشش حرارتی برای مواد نانو ساختاری هنجام نشده است . برای مثال : بهینه سازی شیمیایی ؛شکل شناسی و مورفولوژی و ضخامت پوشش بایستی به دست یابی کار آمدی فیزیکی که تاکنون با پوشش های مرسوم بدست نیامده منجر شود.
نظر به مطالبی که در بالا بدست آمده ؛ هدف از ارایه این مقاله فراهم آوردن زمینه ای از پیشرفت های اخیر در زمینه پوشش های نانو ساختاری با کارآیی بالا و پرداختن توجه ویژه ای به مطالب اساسی تحت حیطه آن است.
-تولید پودرهای نانو ساختاری برای پاشش گرمایی:
مواد نانو ساختاری به عنوان جامداتی با ویژگی های طولی در حوزه نانو متر (10 -9 (Mدر حداقل یکبعد تعریف می شود.
روش های مختلفی مانند ترامک گاز خنثی ؛کندو پاش؛ پاشش پلاسما؛رسوب بخار ؛رسوب الکتریکی ؛انجماد سریع و سایش جرقه ای برای تولید مواد نانو ساختاری می تواند استفاده شود.
در بین این روش های مختلف آسیاب ساینده و هم رسوبی به طور رایجی برای ساخت مقادیر زیاد (کیلو گرم بر یک مجموعه) ذرات میکرونی با دانه های نانو ساختاری استفاده می شود.
ترکم و چگالش گاز؛ آلیاژ سازی و آسیاب مکانیکی ؛ کریستالیزاسیون ؛ آلیاژهای بی شکل ؛ آمورف ؛ رسوب شیمیایی و فرآیند تبدیل پاشش برای تولید نانو کریستال های سه بعدی استفاده شده است.
روش های آلیاژ سازی و آسیاب مکانیکی برای تولید مقادیر زیاد برای استفاده ممکن تجاری استفاده شده است.
آلیاژ سازی مکانیکی و آسیاب مکانیکی برای تولید مقادیر زیاد برای یک فرآیند آسیاب گلوله ای با انرژی بالا استکه پودر های مخلوط شده عناصر بطور پیوسته بهم متصل می شوند و خرد می شوند تا اینکه آلیاژی در حد اتمی بدست آید.
عوامل موجود و تاثیر گذار در فرآیند آلیاژ سازی و آسیاب مکانیکی شامل زمان آسیاب کردن ؛ نسبت شارژ؛ محیط آسیاب و مکانیک داخلی ویژه هر آسیاب می باشد.
یکی از تحقیقات اخیر در مورد ارزیابی نانو ساختاری نانو کریستال های نیکل تولید شده بوسیله آسیاب مکانیکی نشان مئ دهد که محیط آسیاب و دمای آن شدیدا رفتار تغییر شکل پودرها را تحت تاثیر قرار می دهد.
تشکیل کلوخه های ورقه ای شکل نا مقطع به اتصال و خرد شدن پیوسته ذرات پودری در حین فرآیند آسیاب مکانیکی نسبت داده می شود.
نرخ ریز شدن ساختاری وابسته به انرژی مکانیکی ورودی و کار سختی مواد است روش crymilling آلودگی های اکسیژن ناشی از اتمسفر را کاهش می دهد و حرارت تولید شده در این آسیاب کردن را به حداقل می رساند ؛ بنابراین خرد شدن به اتصال غلبه می کند. علی الخصوص در آسیاب مواد شکل پذیر.
اندازه دانه های نیکل هنگامی که آسیاب بجای تماس با متانول در تماس با نیتروژن مایع است به قدرکافی ریز شده اند.
گرچه روش های متفاوت برای تولید پودرهای نانو ساختاری در دسترس هستند ؛ پودرها؛ اندازه ذرات متفاوت و مورفولوژی مختلفی ارایه می دهند .
چلش و مشکل عمده در تولید پودرهایی است که برای فرآیند پاشش گرمایی مناسب هستند.
این احتیاج به توزیع اندازه نزدیک ومورفولوژی کروی اشاره شده دارد. بعنوان مثال :پودرهای نانو کریستالی کاربید تنگستن- کبالت تولید شده به روش رسوب محلولی تفاوتهای اساسی در مورفولوژی پودر به همان صورت در اندازه ذرات در مقایسه با آنهایی که به روش آسیاب مکانیکی تولید شده اند تز خود نشان می دهند.
پودرهای نانوکریستالی co وwc تولید شدهبا رسوب شیمیایی و به دنبال آن خشک کردن پاشش فرآیند کربورازسیون دمای بالا حاوی ذرات با مورفولوژه کروی توخالی با اندازه میانگین 50 میکرومتر مئ باشد.
دانه های کاربید تنگستن ؛با اندازه دانه ورگسترده ی 20 تا 40 نانومتر در اطراف دیوار ذرات توزیع شده اند. از طرف دیگر نانوکریستالهای co و wc تولید شدهبا آسیاب مکانیکی نانودانه هایی با شکل منظم به ثمرمی دهد.
اندازه دانه میانگین پودرهای co و wc از 169 نانومتربعد از 2 ساعت آسیاب تا 14 نانومتر بعد از 20 ساعت در دمای اتاق در محیط هکزان ((C6 H 14 کاهش می یابد. تشکیل کاربیدهای نانوکریستال به فرآیند خرد شدن پیوسته درحین آسیاب مکانیکی نسبت داده شده است. ذرات کاربید ترو خردشده به تکه های با شکل کوچک بودند که درون فاز چسبان ثابت بهم متصل شده اند.
فرآیند خرد شدن تکراری نهایتامنجر به تشکیل ساختار کامپوزیتی (ترکیبی ) می شود.
نانو خوشه ها بعنوان محصول انجماد سریع تولید شدندو به صورت پودرهایی بعد از عبور از رسوب دهنده الکترواستاتیک جمع شده اند.
پودرهای کلوخه ها به اندازه میکرونی وترد شکل نامنظم تشکیل میدهند که؛پودرهای سرامیکی و مورفولوژی پوسته های تو خالی تشکیل شده با فرآیند هم رسوبی تفاوت دارد.
اندازه دانه پودرهای سرامیکی تولید شده با پیرولیزپاششی پلاسما در گستره ی بین 1 تا 50 نانومتر می باشند.توزیع اندازه دانه ها وابسته به شیمی پیش ماده های مایع است. محلول های آبی توزیع وسیعتری از دانه های بزرگ در مقایسه با محلول های آبی فلزی ایجاد می کنند.
بنابراین با وجود اینکه این تکنیک مزایای بالغوه ای را در تولید مقادیر زیاد از پودرهای نانوسرامیکی عرضه می کند ولی مطالعات بیشتر برای بهینه کردن به عوامل پاشش فرآیند در حال اجراست.
اندازه ذره پودرهای نانوکریستالیتولیدی با استفاده از روشهای شرح داده شده در بالا برای استفاده در پاشش گرمایی خیلی کوچک یا خیلی نا منظم هستند بنابراین گاهی اوقات کلوخه شدن بیشتر برای فراهم شدن پودرهایی با گستره ی اندازه ذره قابل کنترل و قابل جریان برای پوشش کلوخه شدن پودرهای نانوکریستالی امری حیاتی است. برای اینکه مطمئن شویم که ساختار کریستالی و مورفولوژی حفظ شود.
عوامل چسباننده آلی متفاوتی مانند متیل سلولز ؛پلی وینیل الکل ؛کربوکسی متیل سلولزو پلی اتیلن گلایول است. کلوخه کردن پودرها به صورت موثر گزارش شده است.
مقدار چسب در مخلوط در مخلوط پودرو چسب می باشد.
بطور ویژه کربوکسیل-متیل سلولزسدیم؛ جهت نگه داشتن ذرات پودردرمخلوط معلق گزارش شده است وسپس دوغاب حاصل جهت تولید پودر های کلوخه شده سست و شل در یک خشک کن فرآوری می شود.
اخیرا پودرهای سرمت نانوکریستالی co-wc وcr3-nicr تولید شده بوسیله آسیاب مکانیکی در هگزان؛ بطور موفقیت آمیزی بوسیله مخلوط کردن با 2 درصد وزنی محلول متیل سلولز در آب به منظوربدست آوردن در یک شکل و ترکیب دوغاب کلوخه شده است.
اندازه ذرات پودرهای آسیاب مکانیکی شده (20 ساعت) کمتراز 10 میکرون بود که برای پاشش گرمایی خیلی کوچک است. سپس دوغاب برای 24 تا 48 ساعت در دمای 273 درجه کلوین آنیل شده آب از دوغاب بخار شده و دوغاب به شکل کلوخه های جامد در می آید. سپس کلوخه ها از صافی مش زیر 50 میکرون به منظور استفاده در پاشش گرمایی عبور داده شده. اندازه کلوخه های co وwc تقریبا 40 میکرون بود که مناسب برای استفاده در پاشش سرعت بالا HVOF (High- Vebcity- oxy- fuel)
پاشش گرمایی:
پاشش گرمایی ؛ فرآیند؛پوشش دهی مورد استفاده برای تولید پوشش های سرامیکی غیر فلزی وفلزی است که در آن پاششی از ذرات جامد نیمه مذاب یا مذاب که یک منبع حرارتی تولید شده بر روی ریز لایه بوسیله اتصالات مکانیکی نشانه می شود.
ریز ساختار پوشش از انجماد سریع ذرات نتیجه می دهد.
فلزات و آلیاژها در شکل میله وسیع معمولا در پاشش قوسی (AS) و پاشش شعله ای (FS) مورد استفاده قرار می گیرد.
پودر های فلزات؛آلیاژها؛اکسیدهای سرامیکی؛سرمت ها و کاربیها اغلب در پاشش حرارتی؛ جهت هوا ایجاد میکرو ساختارهای یکنواخت در پوشش های حاصل مورد اسثفاده قرار می گیرد. در اغلب مواردسطح اسپری شده باید قبل از پاشش به منظور به حداکثر رساندن استحکام پیوند بین پوشش وماده اسپری شده ؛روغن زدایی ماسک زده و زبر و خشن شود
