Role of In-flight Temperature and Velocity of Powder Particles on Plasma Sprayed Hydroxyapatite Coating Characteristics
| dc.contributor.author | Čížek, Jan | cs |
| dc.contributor.author | Khor, Khiam Aik | cs |
| dc.coverage.issue | 8-9 | cs |
| dc.coverage.volume | 206 | cs |
| dc.date.accessioned | 2020-08-04T11:03:17Z | |
| dc.date.available | 2020-08-04T11:03:17Z | |
| dc.date.issued | 2012-01-15 | cs |
| dc.description.abstract | This paper presents a systematic research on the process of thermal spraying of HA encompassing all stages of layer deposition: powder production and characterization (optimized production led to spherical 29.29 - 50.51 um powder with 0.0% content of tri-calcium phosphate [TCP] or tetra-calcium phosphate [TTCP] phases), plasma jet properties influence on the in-flight powder properties (major influence of spray distance factor), the influence of the in-flight temperature and velocity of hydroxyapatite powder particles (ranges of 2294 K–2708 K and 152 m/s – 291 m/s) on the final characteristics of the deposited coatings. Six combinations of the system parameters leading the low-medium-high in-flight properties were selected and the respective coatings were investigated, with some data in contradiction to previously published results. It was found that the temperature of the particles plays a critical role for the development of detrimental CaO (content increase of up to 14.6%) and metastable TTCP (up to 49.5%) phases in the coatings. Particle in-flight velocity was found to influence the open porosity of the coatings (8.8%–27.9%) and has an impact on the micro-hardness and moduli of the coatings (relative differences of up to 2.8 times). Joint incidence of both in-flight properties was found to significantly influence the microstructure of the coatings and its respective surface roughness levels (Ra = 7.4–19.4 um). The morphology of impinging splats was found to be influenced by both the in-flight velocity (dominant factor) and temperature (secondary factor) of the HA particles. | en |
| dc.description.abstract | Tento článek představuje systematickou studii procesu tepelného nanášení hydroxyapatitu (HA) zahrnující všechny tři stupně depozice vrstev: primární výrobu a následnou charakterizaci HA prášků (optimalizovaní produkce vedlo k výrobě sférického prášku velikostí 29.29 - 50.51 um s 0.0% obsahem tri-kalcium fosfátů [TCP] a tetra-kalcium fosfátů [TTCP]), hodnocení vlivu vlastností plazmového plamene na letové charakteristiky prášků (byl zjištěn marginální vliv faktoru stříkací vzdálenosti) a vliv teploty a letové rychlosti částic hydroxyapatitu (byly naměřeny rozsahy 2294 K–2708 K a 152 m/s – 291 m/s) na celkové vlastnosti nanesených vrstev. V této studii bylo dále zvoleno šest kombinací systémových parametrů, vedoucích k nízkým-středním-vysokým hodnotám letových parametrů a byly zkoumány charakteristiky vlastnosti šesti odpovídajících nástřiků. Některé dosažené výsledky jsou v přímém rozporu s předchozími publikovanými studiemi. Bylo zjištěno, že letová teplota částic hraje kritickou úlohu pro vývoj škodlivé fáze CaO (zjištěno zvýšení výskytu až 14.6%) a metastabilní fáze TTCP (až 49.5%) v deponovaných vrstvách. Letová rychlost částic ovlivňuje otevřenou porozitu nástřiků (8.8%–27.9%) a má dopad na mikro-tvrdost a elastický modul vrstev (naměřené relativní rozdíly až 2.8krát). Bylo zjištěno, že společné působení obou letových faktorů významně ovlivňuje mikrostrukturu nástřiků a odpovídající hodnoty povrchových drsností (Ra = 7.4–19.4 um). Taktéž morfologie dopadajících částic je ovlivněna oběma faktory - letovou teplotou (dominantní působení) a letovou rychlostí (sekundární faktor) částic HA. | cs |
| dc.format | text | cs |
| dc.format.extent | 2181-2191 | cs |
| dc.format.mimetype | application/pdf | cs |
| dc.identifier.citation | Surface and Coatings Technology. 2012, vol. 206, issue 8-9, p. 2181-2191. | en |
| dc.identifier.doi | 10.1016/j.surfcoat.2011.09.058 | cs |
| dc.identifier.issn | 0257-8972 | cs |
| dc.identifier.other | 89370 | cs |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11012/30993 | |
| dc.language.iso | en | cs |
| dc.publisher | Elsevier | cs |
| dc.relation.ispartof | Surface and Coatings Technology | cs |
| dc.relation.uri | http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897211009455 | cs |
| dc.rights | (C) Elsevier | cs |
| dc.rights.access | openAccess | cs |
| dc.rights.sherpa | http://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/0257-8972/ | cs |
| dc.subject | Plazmové nanášení | |
| dc.subject | letové vlastnosti | |
| dc.subject | charakterizace nástřiků | |
| dc.subject | Hydroxyapatit | |
| dc.subject | Plasma spray | en |
| dc.subject | In-flight properties | en |
| dc.subject | Coating characterization | en |
| dc.subject | Hydroxyapatite | en |
| dc.title | Role of In-flight Temperature and Velocity of Powder Particles on Plasma Sprayed Hydroxyapatite Coating Characteristics | en |
| dc.title.alternative | Vliv teploty a rychlosti částic práškového hydroxyapatitu na charakteristiky plazmově nanášených vrstev | cs |
| dc.type.driver | article | en |
| dc.type.status | Peer-reviewed | en |
| dc.type.version | publishedVersion | en |
| sync.item.dbid | VAV-89370 | en |
| sync.item.dbtype | VAV | en |
| sync.item.insts | 2020.08.04 13:03:17 | en |
| sync.item.modts | 2020.08.04 12:41:32 | en |
| thesis.grantor | Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav materiálových věd a inženýrství | cs |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- dspaceArticle.pdf
- Size:
- 4.9 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- dspaceArticle.pdf