In this study, CeO2-Y2O3 stabilized ZrO2 (CYSZ) ceramic coatings, with Al2O3 and TiO2 added, were deposited on bond layer coated AISI304 stainless steel substrates by plasma spraying method. The effect of Al2O3 and TiO2 additions on the wear behavior of CYSZ coating was investigated. An investigation was conducted to examine the impact of incorporating aluminum oxides (Al2O3) and titanium dioxide into YSZ coating on its wear characteristics. Prior to conducting the wear test, the coatings underwent sanding and polishing procedures to verify that the average surface roughness was below 0.2 µm. A pin-on-disk device was subjected to wear testing in accordance with ASTM G99-04, with a rotational speed of 30 mms-1. The testing was conducted under dry conditions, with a minimum of 8000 cycles. The wear test utilised varied loads of 4N and 8N, with 6 mm diameter Al2O3 balls. After conducting the coating and wear tests, the surface properties and wear characteristics of the coatings were examined using scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy. The wear rate of the samples was assessed using mechanical profilometry. The microhardness of the materials was assessed using Micro Vickers testing equipment. The compounds added into CYSZ caused an increase in the hardness value. The results demonstrated that the addition of Al2O3 to cerium-yttria stabilized zirconia (CYSZ) resulted in enhanced wear resistance, while the addition of TiO2 significantly reduced wear resistance.
Bu çalışmada, CeO2-Y2O3 stabilize ZrO2 (CYSZ) seramik kaplamalar, Al2O3 ve TiO2 eklenmiş olarak, plazma püskürtme yöntemi ile bağ katmanlı AISI304 paslanmak çelik altlıklar üzerine biriktirilmiştir. Al2O3 ve TiO2 ilavesinin CYSZ kaplamanın aşınma davranışına etkisi araştırılmıştır. Aşınma testi öncesinde kaplamaların ortalama yüzey pürüzlülüğünün 0.2 µm'den az olmasını sağlamak amacıyla zımparalama ve parlatma işlemleri yapılmıştır. ASTM G99-04'e göre aşınma testi, pin-on-disk cihazında 30 mm s-1 hızında gerçekleştirilmiştir. Test, minimum 8000 döngü ile kuru bir durumda yapılmıştır. Aşınma testinde 4N ve 8N değişken yükler ve 6 mm çaplı Al2O3 bilyalar kullanılmıştır. Kaplamaların yüzey özellikleri ve aşınma özellikleri, kaplama ve aşınma testleri yapıldıktan sonra taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS) kullanılarak analiz edilmiştir. Numunelerin aşınma oranı mekanik profilometri kullanılarak değerlendirildi. Malzemelerin mikro sertliğini değerlendirmek için mikro Vickers test ekipmanı kullanılmıştır. CYSZ içerisine ilave edilen bileşikler sertlik değerinin artmasına neden olmuştur. Al2O3 'ün seryum-itriya stabilize zirkonyaya (CYSZ) dahil edilmesinin aşınma direncinde bir artışa yol açtığını, ancak TiO2'nin dahil edilmesinin aşınma direncinde dikkate değer değişime neden olmadığı bulunmuştur.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Mechanical Engineering (Other) |
Journal Section | Research Article |
Authors | |
Publication Date | December 30, 2024 |
Submission Date | September 11, 2024 |
Acceptance Date | December 3, 2024 |
Published in Issue | Year 2024 Volume: 8 Issue: 3 |
International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry is lisenced under Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı