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Formation of nano‐ZrO2 by laser surface treatment of ZrB2‐SiC–based composite
International Journal of Applied Ceramic Technology ( IF 1.8 ) Pub Date : 2021-01-04 , DOI: 10.1111/ijac.13699 Jiten Das 1 , V Srinivas 1 , Manish Tak 1 , J Janardhana Reddy 1 , V V Bhanu Prasad 1
International Journal of Applied Ceramic Technology ( IF 1.8 ) Pub Date : 2021-01-04 , DOI: 10.1111/ijac.13699 Jiten Das 1 , V Srinivas 1 , Manish Tak 1 , J Janardhana Reddy 1 , V V Bhanu Prasad 1
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This study aims at reducing the oxidation by forming a prior‐protective‐oxide scale by laser‐surface‐treatment of two ZrB2‐SiC based composites namely ZrB2‐20v/oSiC‐2v/oB4C‐0.24v/oCf (ZSC) and ZrB2‐20v/oSiC‐2v/oB4C (ZS). ANSYS 15.0 was used to determine laser processing regime. Rigorous theoretical calculations provided temperature distribution, laser parameters and resulting laser power densities required to produce tetragonal ZrO2. Both the theoretical prediction as well as experimentation show that the laser‐surface‐treatment with the laser power densities of 31.85 and 56.61 W/mm2 for 20 and 30 s render formation of nano‐tetragonal‐ZrO2 (100–130 nm) at room temperature (RT). Morphology and size of the nano‐tetragonal‐ZrO2 grains depends on the laser exposure time. Nano‐grain size helps in stabilizing tetragonal ZrO2 phase at RT without the need of Y2O3 addition. Nano‐tetragonal‐ZrO2 may facilitate better ability for pegging, prevent scale‐spallation and act as thermal barrier coating (TBC).
中文翻译：
ZrB2-SiC基复合材料的激光表面处理形成纳米ZrO2
本研究的目的在于通过利用激光表面处理2个的ZrB的形成了现有的保护氧化物规模减少氧化2 -SiC基复合材料即的ZrB 2 -20V / OSIC-2V / OB 4 C-0.24V /℃ ˚F（ ZSC）和的ZrB 2 -20V / OSIC-2V / OB 4 C（ZS）。ANSYS 15.0用于确定激光加工方案。严格的理论计算提供了产生四方ZrO 2所需的温度分布，激光参数以及所产生的激光功率密度。理论预测和实验均表明，激光功率密度分别为31.85和56.61 W / mm 2的激光表面处理在室温（RT）下持续20到30 s会形成纳米四方ZrO 2（100-130 nm）。纳米四方ZrO 2晶粒的形貌和尺寸取决于激光暴露时间。纳米粒度有助于在室温下稳定四方ZrO 2相，而无需添加Y 2 O 3。纳米四方ZrO 2可能有助于更好的固定能力，防止水垢剥落并充当隔热层（TBC）。
更新日期：2021-01-04
中文翻译：
ZrB2-SiC基复合材料的激光表面处理形成纳米ZrO2
本研究的目的在于通过利用激光表面处理2个的ZrB的形成了现有的保护氧化物规模减少氧化2 -SiC基复合材料即的ZrB 2 -20V / OSIC-2V / OB 4 C-0.24V /℃ ˚F（ ZSC）和的ZrB 2 -20V / OSIC-2V / OB 4 C（ZS）。ANSYS 15.0用于确定激光加工方案。严格的理论计算提供了产生四方ZrO 2所需的温度分布，激光参数以及所产生的激光功率密度。理论预测和实验均表明，激光功率密度分别为31.85和56.61 W / mm 2的激光表面处理在室温（RT）下持续20到30 s会形成纳米四方ZrO 2（100-130 nm）。纳米四方ZrO 2晶粒的形貌和尺寸取决于激光暴露时间。纳米粒度有助于在室温下稳定四方ZrO 2相，而无需添加Y 2 O 3。纳米四方ZrO 2可能有助于更好的固定能力，防止水垢剥落并充当隔热层（TBC）。
京公网安备 11010802027423号