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자료유형
학술저널
저자정보
Hansol Kwon (Hanyang University) Jaeick Kim (Hanyang University) Changhee Lee (Hanyang University)
저널정보
대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.27 No.9
발행연도
2021.9
수록면
3,293 - 3,306 (14page)
DOI
10.1007/s12540-020-00864-w

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A spray coating technique is an excellent method for surface metallization and ceramic deposition to widen the applicationfields of irreplaceable engineering polymers. In this study, Al metallization and Al2O3deposition on thermoplastic-polymers(polycarbonate, polyimide) and a thermosetting-polymer composite (carbon fiber reinforced epoxy) were conducted viaatmospheric plasma spray (APS). Due to the susceptibility of polymers to thermal or mechanical damage, precise processcontrol is required. It was shown that the engineering temperature range critically determines the process windowof thermoplastic-polymers. An Al2O3coating can be fabricated on polymers via an Al bond coat. Like a heat sink, the Albuffer layer enables polymers to endure process heating. In low thermally resistant polycarbonate (PC), only a low plasmaenergy source could be applied. Additionally, vaporization induced by Al droplet contact was a clear reason of the unstableweak interface between the coating and substrate. The coatings fabricated on polyimide (PI) substrates generally showeda continuous and clean interface with a moderate adhesion property. In the case of carbon fiber reinforced epoxy (CFRP),it is believed that carbon fibers acted as a heat sink such that considerable thermal damage of CFRP was not observed andthere was not delamination of the coatings. However, fracturing of carbon fibers and epoxy resin by grit-blasting (surfacepre-treatment) made the surface unstable. This led to the worst adhesion characteristics between the coating and CFRP substrate. It was demonstrated that because the available temperature range and surface condition are very sensitive comparedto conventional metal substrates, advanced surface pre-treatment, precise process optimization, and additional cooling arerequired for successful deposition.
#Atmospheric plasma spray (APS) #Polymer substrate #Process parameter #Microstructure #Adhesion strength

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