তাপীয় স্প্রে পরিধান প্রতিরোধী আবরণ প্রযুক্তির গবেষণা অবস্থা

1. ধাতব আবরণের বর্তমান গবেষণা অবস্থা

তাপীয় স্প্রে ধাতু আবরণগুলি সবচেয়ে প্রথম অধ্যয়ন করা এবং প্রয়োগ করা পরিধান-প্রতিরোধী আবরণগুলির মধ্যে একটি। সাধারণভাবে ব্যবহৃত উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে ধাতু (Mo, Ni), কার্বন স্টীল, নিম্ন-অ্যালয় স্টীল, স্টেইনলেস স্টীল, এবং Ni-Cr অ্যালয় সিরিজ আবরণ। ফ্লেম স্প্রে, আর্ক স্প্রে, প্লাজমা স্প্রে, HVOF (হাই-ভেলোসিটি অক্সিজেন ফুয়েল), এবং ডিটোনেশন স্প্রের মতো প্রযুক্তিগুলি সাধারণত ব্যবহৃত হয়। এই আবরণগুলি সাবস্ট্রেটের সাথে উচ্চ বন্ধন শক্তি প্রদর্শন করে, পাশাপাশি চমৎকার পরিধান এবং জারা প্রতিরোধের সাথে, যা তাদের পরিধান করা অংশ মেরামত এবং অতিরিক্ত আকারের উপাদান মেশিনিংয়ের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

অ্যালুমিনিয়াম-ভিত্তিক অ্যালোয় ব্যবহার করে পিস্টন রিং, সিঙ্ক্রোনাইজার রিং এবং সিলিন্ডারকে আবরণ করতে প্লাজমা স্প্রে প্রযুক্তি ব্যবহার করার সময়, আবরণগুলি ভাল পরিধান প্রতিরোধ, উচ্চ বন্ধন শক্তি এবং চমৎকার অ্যান্টি-অ্যাডহেসিভ পরিধান বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে।

2. সেরামিক আবরণের বর্তমান গবেষণা অবস্থা

তাপীয় স্প্রে সেরামিক পাউডারগুলির মধ্যে অক্সাইড, কার্বাইড, বোরাইড, নাইট্রাইড এবং সিলিসাইড অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা ধাতব এবং অ-ধাতব উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত স্ফটিক বা অমরফ যৌগ। সেরামিক আবরণগুলি তাদের উচ্চ গলনাঙ্ক, উচ্চ কঠোরতা এবং চমৎকার পরিধান প্রতিরোধ, জারা প্রতিরোধ এবং উচ্চ তাপমাত্রার স্থিতিশীলতার জন্য পরিচিত। তবে, সেরামিক আবরণ স্প্রে করার প্রক্রিয়া জটিল এবং ব্যয়বহুল, এবং আবরণগুলি পৃষ্ঠের ফাটল প্রবণ এবং ধাতব আবরণের তুলনায় নিম্ন তাপীয় ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। অতিরিক্তভাবে, সেরামিক আবরণগুলির দুর্বল টাফনেস রয়েছে এবং উল্লেখযোগ্য প্রভাব লোডের সাথে জড়িত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অযোগ্য। সাধারণভাবে ব্যবহৃত সেরামিক আবরণগুলির মধ্যে Al2O3, TiO2, Cr2O3, ZrO2, WC, TiC, Cr3C2 এবং TiB2 অন্তর্ভুক্ত, যা সাধারণত প্লাজমা স্প্রে, শিখা স্প্রে, HVOF এবং ডিটোনেশন স্প্রে প্রযুক্তি ব্যবহার করে প্রস্তুত করা হয়।

রেন জিংরি এবং অন্যান্যরা প্লাজমা-স্প্রে করা Al2O3-40%TiO2 এবং Cr2O3 সিরামিক পাউডার কোটিংয়ের স্লাইডিং ঘর্ষণ এবং পরিধান বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করেছেন। তারা দেখতে পেয়েছেন যে Cr2O3 কোটিংগুলি Al2O3-40%TiO2 কোটিংয়ের তুলনায় উচ্চতর পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে। Cr2O3 কোটিংয়ের পরিধান প্রক্রিয়া প্রধানত ঘর্ষণ পরিধান, উচ্চ লোডের অধীনে ভঙ্গুর ভাঙনের বৈশিষ্ট্য সহ। বিপরীতে, Al2O3-40%TiO2 কোটিংয়ের পরিধান প্রক্রিয়া মূলত প্লাস্টিক বিকৃতি এবং ডেলামিনেশন। চেন চুয়ানঝং এবং অন্যান্যরা Al2O3-TiO2-NiCrAlY যৌগিক সিরামিক কোটিং অধ্যয়ন করেছেন, উল্লেখ করেছেন যে TiO2 এবং Al2O3 এর গলন একটি নির্দিষ্ট ডিগ্রি পারস্পরিক দ্রবণীয়তা তৈরি করে, কোটিংয়ের ছিদ্রতা কমায় এবং এর শক্তি, টান এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা আরও বাড়ায়।

অন্যান্য গবেষণায় প্লাজমা-স্প্রে করা বহুস্তরীয় ধাতু এবং সিরামিক আবরণের স্লাইডিং ঘর্ষণ এবং পরিধান বৈশিষ্ট্যগুলি তদন্ত করা হয়েছে। স্প্রে করার ক্রমে প্রথমে সাবস্ট্রেটে একটি NiCr বন্ড কোট প্রয়োগ করা হয়, তারপরে বিভিন্ন অনুপাতে NiCr-Cr2O3 সহ ট্রানজিশন স্তরগুলি এবং অবশেষে 100% Cr2O3 পৃষ্ঠ স্তর। দেখা গেছে যে ট্রানজিশন স্তরে ধাতু এবং সিরামিকের একটি উপযুক্ত অনুপাত আবরণের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করতে পারে। প্রধান পরিধান প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে ভঙ্গুর ভাঙন, ঘর্ষণ পরিধান, আঠালো এবং অক্সিডেটিভ পরিধান।

3. ধাতু-সিরামিক আবরণের বর্তমান গবেষণা অবস্থা

ধাতু এবং সিরামিক উভয়েরই অনন্য সুবিধা এবং স্বতন্ত্র কর্মক্ষমতা দুর্বলতা রয়েছে। উভয় উপকরণের সুবিধাজনক বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করা উপকরণ বিজ্ঞান এবং প্রকৌশলে একটি দীর্ঘকালীন গবেষণা দিক। ধাতু-সিরামিক যৌগিক আবরণ প্রযুক্তি, যা একটি প্লাস্টিক ম্যাট্রিক্সের মধ্যে উপযুক্ত আকার এবং আকারের সিরামিক কণাগুলিকে সমানভাবে বিতরণ করার সাথে জড়িত, সফলভাবে ধাতুর শক্তি এবং টাফনেসকে সিরামিকের উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ, পরিধান প্রতিরোধ এবং জারা প্রতিরোধের সাথে একত্রিত করে। এটি ধাতু এবং সিরামিক উপকরণের উভয়েরই প্রয়োগের পরিধি উল্লেখযোগ্যভাবে প্রসারিত করে, মহাকাশ, রসায়ন, যান্ত্রিক এবং শক্তি শিল্পে সফল প্রয়োগের সাথে। শিল্পে সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত ধাতু-সিরামিক আবরণগুলি হল Cr3C2-NiCr এবং WC-Co, সাধারণত HVOF, প্লাজমা এবং বিস্ফোরণ স্প্রে প্রযুক্তি ব্যবহার করে প্রস্তুত করা হয়।

Cr3C2-NiCr ধাতু-সিরামিক আবরণ একটি রিফ্র্যাক্টরি ক্রোমিয়াম কার্বাইড কঠিন পর্যায় এবং একটি ডাকটাইল নিকেল-ক্রোমিয়াম অ্যালয় পর্যায় নিয়ে গঠিত।

WC-ভিত্তিক ধাতু-সিরামিক আবরণ সাধারণত 450°C এর নিচে ঘর্ষণ এবং ক্ষয়জনিত পরিধানের অবস্থায় ব্যবহৃত হয়। জু শিয়াংইয়াং এবং অন্যান্যরা প্লাজমা-স্প্রে করা WC/18Co আবরণের ফ্রেটিং পরিধান প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করেছেন। ফলাফলগুলি দেখায় যে ফ্রেটিং পরিধানের প্রাথমিক পর্যায়টি আঠালো পরিধান দ্বারা প্রভাবিত হয়, আবরণের উচ্চ কঠোরতা এবং শক্তিশালী অ্যান্টি-অ্যাডহেশন বৈশিষ্ট্যগুলি সর্বনিম্ন পরিধান সৃষ্টি করে। স্থিতিশীল পর্যায়ে, ক্লান্তি ডেলামিনেশন এবং ভঙ্গুর ফাটল স্পলিং প্রধান পরিধান প্রক্রিয়া হয়ে ওঠে, আবরণের ভঙ্গুরতা এবং নিম্ন আন্তঃকণার বন্ধন শক্তি বাড়তি পরিধানে অবদান রাখে। আবরণের মধ্যে অক্সাইড অন্তর্ভুক্তি অপর্যাপ্ত ফ্রেটিং পরিধান প্রতিরোধের প্রধান কারণ।

4. অমরফাস আবরণের বর্তমান গবেষণা অবস্থা

অমরফ পদার্থগুলি দীর্ঘ-মেয়াদী বিশৃঙ্খলা এবং স্বল্প-মেয়াদী আদেশ দ্বারা চিহ্নিত হয়।

শিয়াং সিংহুয়া এবং অন্যান্যরা প্লাজমা স্প্রে ব্যবহার করে Fe-ভিত্তিক অমরফাল অ্যালয় কোটিং প্রস্তুত করেছেন (যার মধ্যে Si, B, Cr, Ni ইত্যাদি রয়েছে)। কোটিংগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচার সমান, উচ্চ ঘনত্ব, কম পোরোসিটি, ন্যূনতম অক্সাইড কন্টেন্ট এবং উচ্চ কঠোরতা প্রদর্শন করেছে, মাইক্রোহাড়্ডনেস 530 থেকে 790 HV0.1 এর মধ্যে রয়েছে। কোটিংগুলিও সাবস্ট্রেটের সাথে ভাল বন্ধন প্রদর্শন করেছে।

অন্যান্য গবেষণায় ডিটোনেশন-স্প্রে করা Fe-Cr-B অ্যালয় কোটিংগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং পরিধান প্রতিরোধের তদন্ত করা হয়েছে। ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে কোটিংগুলির চমৎকার পরিধান এবং জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। স্লাইডিং পরিধানের সময়, একটি গতিশীলভাবে তৈরি অমরফাল পৃষ্ঠ ফিল্ম পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেছে এবং ঘর্ষণ সহগ কমিয়েছে।

সারসংক্ষেপে, এইচভিওএফ, প্লাজমা স্প্রে, আর্ক স্প্রে, এবং ডিটোনেশন স্প্রে ব্যবহার করে ধাতু, সিরামিক, ধাতু-সিরামিক, এবং অমরফ পরিধান-প্রতিরোধী আবরণ প্রয়োগ করা সাবস্ট্রেট উপকরণের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা কার্যকরভাবে বাড়াতে পারে। তাপীয় স্প্রে আবরণের পরিধান প্রক্রিয়া এবং আবরণের মাইক্রোস্ট্রাকচারের পরিধান বৈশিষ্ট্যের উপর প্রভাবের গভীর গবেষণা আবরণ কাঠামো উন্নত করা, স্প্রে প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজ করা, এবং নতুন পরিধান-প্রতিরোধী আবরণ তৈরি করার জন্য একটি তাত্ত্বিক ভিত্তি প্রদান করে।