Optimization of Cold Gas Dynamic Spray Coatings Using Agglomerated Al–Zn–TiO2 Powders on Steel

Metals, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/met15091011
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Cold gas dynamic spraying (CGDS) enables the production of protective coatings without melting or oxidation. In this study, Al–Zn–TiO2 composite powders were prepared by wet agglomeration with binders and by dry mechanical mixing, and deposited onto mild steel substrates. COMSOL simulations of gas dynamics and particle acceleration identified optimal parameters (0.6 MPa, 600 °C, 15 mm, 90°), which were then validated experimentally. Coatings formed under these conditions exhibited dense microstructures, minimal porosity (~0.5%), and continuous, defect-free interfaces with the substrate. SEM and XRD confirmed solid-state bonding without new phase formation. Corrosion tests in 3.5% NaCl revealed a tenfold reduction in corrosion current density compared to bare steel, resulting from synergistic sacrificial (Zn), barrier (Al), and reinforcing/passivating (TiO2) effects. Tribological tests demonstrated reduced friction (CoF ≈ 0.4–0.5) and wear volume. Compared with reported Al- or Zn-based cold- and thermal-sprayed coatings, the optimized Al–Zn–TiO2 system shows superior performance, highlighting its potential for industrial anti-corrosion and wear-resistant applications.