Corrosion and wear behaviour of alumina coatings obtained by various methods

Alumina coatings are widely used in a range of industrial applications to improve corrosion protection, wear and erosion resistance and thermal insulation of metallic surfaces. From various efficient and adjustable processes refined alumina surfaces with long-term use are obtained. It can be seen that cost-efficient arc-sprayed Al coatings post-treated by plasma-electrolytic oxidation (PEO) form Al₂O₃-layers with remarkable corrosion protection, hardness, bonding strength and abrasion resistance as well as extended service time. The properties of these coatings are compared to alumina coatings obtained by flame spraying and atmospheric plasma spraying.Покриви на основі оксиду алюмінію широко використовують у промисловості для поліпшення корозійного захисту, зносо- та ерозійної тривкості, а також теплоізлояції металевих поверхонь. Різними методами отримано удосконалені покриви. Показано, що економічно ефективні алюмінієві покриви, сформовані методом електродугового розпилення, а потім оброблені плазмово-електролітичним оксидуванням, утворюють шари Al₂O₃ з високими антикорозійними характеристиками, твердістю, силою зчеплення та абразивною тривкістю і продовженим ресурсом роботи. Порівняно їх властивості з покривами на основі оксиду алюмінію, одержаними методами полуменевого та атмосферного плазмового розпилення.Покрытия на основе оксида алюминия часто применяют в промышленности для улучшения коррозионной защиты, износо- и эрозионной стойкости, а также теплоизлояции металлических поверхностей. Различнымы методами получены усовершенствованные покрытия. Показано, что экономически эффективные алюминиевые покрытия, сформированные методом электродугового распыления, а потом обработаные плазменно-электролитическим оксидированием, образуют слои Al₂O₃ с высокими антикоррозионными характеристиками, твердостью, силой сцепления, абразивной стойкостью и длительным ресурсом работы. Сравнены их свойства с покрытиями на основе оксида алюминия, полученными методами пламенного и атмосферного плазменного распыления

Термометричні дослідження полімеризації 2-гідроксіетилметакрилату в присутності полівінілпіролідону з одночасним відновленням йонів нікелю

The kinetics of heat release during the processes of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) polymerization in the presence of polyvinylpyrrolidone (PVP) and the copolymerization of HEMA with PVP with simultaneous reduction of Ni2+ has been investigated. Nickel sulphate/sodium hypophosphite redox system in alkaline medium was used for Ni2+ reduction. The kinetic regularities of polymerization have been evaluated by thermometric method. The temperature change of the reaction medium during polymerization has been investigated by means of developed equipment, based on the reactor with properties like adiabatic one. The characteristic parameters that correspond to the time of gel formation, the time of exothermic maximum temperature reach, the range of gel effect and maximum temperature of the exotherm are identified on the obtained thermometric curves. It is determined that in the case of HEMA/PVP compositions, polymerization in the presence of benzoyl peroxide occurs with high rate already at 50 °C. The time of the gel effect start and maximum exothermic temperature mainly depend on the initial composition formula, solvent content, initial polymerization temperature, and also the simultaneous reduction of Ni2+ in the polymerization process. The presence of even a small content of oxidizing agent and reducing agent causes an increase of the time of gel formation start, time of maximum exothermic temperature reach and a decrease of the maximum exothermic temperature. It is determined that use of benzoyl peroxide in combination with iron (II) sulfate for initiating of HEMA copolymerization with PVP enables the process to be performed at room temperature and with a maximum exothermic temperature, which provides chemical reduction of Ni2+. The time and temperature parameters of polymerization determined in the work, as well as the main factors on which these parameters depend, will provide an opportunity to substantiate the technological parameters of metal-filled HEMA/PVP copolymers obtaining.За допомогою термометричного методу досліджено кінетику виділення тепла під час полімеризації композицій на основі 2-гідроксіетилметакрилату (ГЕМА) та полівінілпіролідону (ПВП), ініційованої пероксидом бензоїлу з одночасним відновленням Ni2+. Для відновлення Ni2+ використано окисно-відновну систему нікелю сульфат натрію гіпофосфіт у лужному середовищі. Оцінено вплив складу вихідної композиції, вмісту розчинника, початкової температури полімеризації, концентрації окисника та відновника на кінетичні параметри полімеризації – час початку гелеутворення, час досягнення максимальної температури екзотермії, область гель-ефекту та максимальну температуру екзотермії. Встановлено, що у випадку ГЕМА/ПВП композицій полімеризація у присутності пероксиду бензоїлу відбувається з високою швидкістю вже за температури 50°С. Доведено, що використання комплексного ініціатора, який складається з сульфату заліза (ІІ) та пероксиду бензоїлу, дає можливість здійснювати полімеризацію ГЕМА/ПВП композицій за кімнатної температури та з максимальною температурою екзотермії, яка забезпечує хімічне осадження металу. Виявлено, що температура, до якої нагрівається реакційне середовище, може бути достатньою для перебігу хімічної реакції відновлення Ni2+

Inhibition of metal dusting using thermal spray coatings and laser treatment

Alloy 600 and Alloy 800H are susceptible to metal dusting. Both alloys were thermally sprayed with two different corrosion resistant coatings: Ni50Cr and Ni31Cr11Al0.6Y. Laser remelting was used to enhance further the effectiveness of these coatings to resist metal dusting by eliminating interconnected porosity and improving coating adhesion. Uncoated, coated and laser-treated coated samples of Alloy 600 and Alloy 800H were exposed to a mixed gas atmosphere (20% H2, 80% CO at 650°C). Samples were examined in plan and cross-section using optical and scanning electron microscopy, electron probe microanalysis and X-ray diffraction. The extent of carbon deposition was tracked by mass difference measurements at intervals during exposure. The thermally sprayed coatings enhanced metal dusting resistance by acting as physical barriers to carbon ingress. The NiCrAlY coating performed well on both substrates. The NiCr coating itself underwent metal dusting and spalled from Alloy 800H due partly to CTE mis-match stresses. Laser treatment of both coatings successfully eliminated interconnected porosity and hence enhanced metal dusting resistance

Ударно-абразивный износ поверхностных слоев, наплавленных порошковой проволокой системы С-Сr-B-Fe

Наплавлення сплавів на основі заліза широко використовують для захисту машинного обладнання, що працює в умовах ударно-абразивного, абразивного зношування. Наплавлені шари отримано з порошкового дроту 80Х20Р3T двох виробників Велтек (ПД 1) та Торез (ПД 2). За результатами аналізу мікроструктури визначено, що у наплавлених шарах мікроструктура характеризується як дендритна, є різниця за розмірами та однорідністю твердих фаз. Зносостійкість наплавлених шарів з ПД 1 в 1,6-2 рази вища за ударно-абразивного навантаження. Встановлено, що за абразивного зношування наплавлені шари з ПД 1 володіють в 1,5 раза вищою тривкістю, ніж шари, наплавлені з ПД 2.Iron-based hardfacing alloys are widely used to protect machinery equipment exposed either to pure abrasion or to a combination of abrasion and impact-abrasion. Hardfaced layers were obtained by core wire, 80Сr20B3Ti chemical composition, the two manufacturers Torez and Veltec. Based on the analysis of the microstructure, the difference in Cr amount in primary carbides was obtained. The tests of wear showed difference in wear resistance at wear types. Wear resistance of deposited layers with core wire Veltec was 1.6- 2 times higher at impact-abrasive load. Durability of deposited layers with core wire Veltec is increased by homogeneity and less size solid phase structures. The average hardness solid phase was 550 HV1.Наплавка сплавов на основе железа широко используется для защиты машинного оборудования, работающего в условиях ударно-абразивного, абразивного износа. Наплавленные слои получены из порошковой проволоки 80Х20Р3Т двух производителей Велтек (ПД 1) и Торез (ПД 2). По результатам анализа микроструктуры определено, что в наплавленных слоях микроструктура характеризуется как дендритная, присутствует разница по размерам и однородности твердых фаз. Износостойкость наплавленных слоев из ПД 1 в 1,6-2 раза выше при ударно-абразивной нагрузке. Установлено, что при абразивном износе наплавленные слои из ПД 1 имеют прочность в 1,5 раза выше, чем слои, наплавленные из ПД 2

Технологічні особливості одержання високоефективних гідрогелевих пов'язок медичного призначення

The new technology of formation of hydrogel dressings for medical purposes, containing particles of silver was developed. To obtain metal-containing composite hydrogels, we proposed a high-tech single-stage method, which involves polymerization of polymer-monomer compositions based on polyvinyl-pyrrolidone and 2-hydroxyethylmethacrylate with simultaneous chemical reduction of silver ions from its nitrate by ethanol. It was found by the thermometric research that the temperature conditions needed for chemical reduction of silver ions are achieved due to the heat, which is released at the exothermic polymerization reaction. The temporal and temperature parameters of polymerization depending on the composition of the original polymer-monomer composition, the content of solvent and of the initiator, and silver nitrate concentration were determined. They include the initial temperature of polymerization, maximum exothermic temperature, the time of reaching the maximum exothermic temperature, and duration of effect gel. The use of combined initiating system of iron (II) sulfate + benzoyl peroxide makes it possible to implement the process of obtaining hydrogels, containing silver particles, at room temperature, in the open air. The synthesis is technologically simple and is executed without complicated apparatus design. The authors proposed a new technology of formation of hydrogel films with the use of the centrifugal method. Polymerization with silver deposition occurs in the centrifugal form simultaneously with film formation, which allows obtaining the materials with predictable properties that have a uniform distribution of the filler with equal thickness and high quality surfaces in the polymer matrix. The film products obtained as a result of the developed technology can swell in water and other polar solvents, are characterized by durability, elasticity, bactericidal and antifungal properties. The results of the clinical studies showed sufficient clinical effectiveness of using the developed hydrogel dressings for medical purposes based on hydrogels, containing silver particles. Such materials in combination with the integrated therapy help to increase the speed and intensity of treatment of trophic venous ulcers of lower limbsРазработана новая технология формирования гидрогелевых повязок медицинского назначения, содержащих частицы серебра. Для получения металлосодержащих композиционных гидрогелей предложен высокотехнологичный одностадийный метод, который заключается в полимеризации полимер-мономерных композиций на основе поливинилпирролидона и 2-гидроксиетилметакрилата с одновременным химическим восстановлением ионов серебра из его нитрата этанолом. Термометрическими исследованиями установлено, что температурные условия, необходимые для химического восстановления ионов серебра, достигаются за счет тепла, которое выделяется при экзотермической реакции полимеризации. Определены временные и температурные параметры полимеризации в зависимости от состава исходной полимер-мономерной композиции, содержания растворителя и инициатора, концентрации нитрата серебра. Среди них – начальная температура полимеризации, максимальная температура экзотермии, время достижения максимальной температуры экзотермии, продолжительность гель-эффекта. Использование комбинированной инициирующей системы железа (II) сульфат + пероксид бензоила обеспечивает возможность осуществления процесса получения гидрогелей, содержащих частицы серебра, при комнатной температуре, на воздухе. Синтез является технологически простым, осуществляется без сложного аппаратурного оформления. Авторами предложена новая технология формирования гидрогелевых пленок центробежным методом. Полимеризация с осаждением серебра происходит в центробежной форме одновременно с формированием пленки, что позволяет получить материалы с прогнозируемыми свойствами, которые обладают равномерным распределением наполнителя в полимерной матрице, равной толщиной и высоким качеством поверхностей. Полученные в результате разработанной технологии пленочные изделия способны набухать в воде и других полярных растворителях, характеризуются прочностью, упругостью, бактерицидными и антифунгицидными свойствами. Результаты клинического исследования показали достаточную клиническую эффективность использования разработанных гидрогелевых повязок медицинского назначения на основе гидрогелей, содержащих частицы серебра. Такие материаллы, в сочетании с комплексной терапией, способствуют увеличению скорости и интенсивности лечения трофических венозных язв нижних конечностейРозроблено нову технологію формування сріблонаповнених гідрогелевих пов’язок медичного призначення. Для одержання металонаповнених композиційних гідрогелів запропоновано високотехнологічний одностадійний метод, який полягає у полімеризації полімер-мономерних композицій на основі полівінілпіролідону та 2-гідроксіетилметакрилату з одночасним хімічним відновленням йонів срібла з його нітрату етанолом. Термометричними дослідженнями встановлено, що температурні умови, необхідні для хімічного відновлення йонів срібла, досягаються за рахунок тепла, яке виділяється під час екзотермічної реакції полімеризації. Визначені часові та температурні параметри полімеризації залежно від складу вихідної полімер-мономерної композиції, вмісту розчинника та ініціатора, концентрації нітрату срібла. Серед них – початкова температура полімеризації, максимальна температура екзотермії, час досягнення максимальної температури екзотермії, тривалість гель-ефекту.Використання комбінованої ініціювальної системи феруму (ІІ) сульфат+пероксид бензоїлу забезпечує можливість здійснення процесу одержання сріблонаповнених гідрогелів за кімнатної температури, на повітрі. Синтез є технологічно неускладненим, здійснюється без складного апаратурного оформлення. Авторами запропоновано нову технологію формування гідрогелевих плівок відцентровим методом. Полімеризація з осадженням срібла відбувається у відцентровій формі одночасно з формуванням плівки, що дозволяє одержати матеріали з прогнозованими властивостями, які володіють рівномірним розподілом наповнювача в полімерній матриці, рівнотовщинністю та високою якістю поверхонь. Одержані за розробленою технологією плівкові вироби здатні набрякати у воді та інших полярних розчинниках, відзначаються міцністю, пружністю, бактерицидними та антифунгальними властивостями. Результати клінічного дослідження виявили достатню клінічну ефективність використання розроблених гідрогелевих пов'язок медичного призначення на основі сріблонаповнених гідрогелів. Такі матеріали, у поєднанні з комплексною терапією, сприяють підвищенню швидкості та інтенсивності лікування трофічних венозних виразок нижніх кінціво