Investigations of lattice defects in metallic coatings prepared by cold spraying

Abstract

Teplotní stabilita vzorků mědi a niklu připravených studeným naprašováním a torzí za vysokého tlaku byla studována pomocí spetroskopie dob života pozitronů a Vickersovy metody měření mikrotvrdosti. Tyto skupiny stejných materiálů připravených fundamen- tálně odlišnými metodami byly následně porovnávány na základně Vickersovy mikro- tvrdosti, střední doby života pozitronů, jednotlivých komponent dob života pozitronů, objemu klastrů vakancí a jejich koncentrace, hustot dislokací. Toto srovnání odhalilo roz- díly mezi vzorky připravenými studeným naprašováním a těmi torzí za vysokého tlaku, a to v jejich teplotní stabilitě, vnitřním chování defektů a homogenitě. Nicméně obě metody projevily také kvalitativně podobné chování. Spektra materiálů připravených studeným naprašováním byla spočítána pomocí jednoduchého záchytového modelu, zatímco v pří- padě vzorků vyrobených torzí za vysokého tlaku bylo nutné použít difuzní záchytový model, a to kvůli silně nehomogennímu prostorovému rozložení defektů v těchto materi- álech. Žíhání vede k rekrystalizaci materiálu a stavu nezávislém na historii konkrétního vzorku. 1

Thermal stability of copper and nickel samples prepared by gas dynamic cold spraying and high pressure torsion were studied by means of positron lifetime spectroscopy and Vickers hardness test. These groups of the same materials prepared by fundamentally different methods were then compared in terms of Vickers hardness, mean positron life- time, separate positron lifetime components examination, volume of clusters of vacancies and their concentration, dislocation densities. This comparison revealed differences in thermal stability, inner defect behavior and homogeneity between the samples prepared by cold spraying and those by high pressure torsion. However, both methods manifested qualitative similarities as well. The spectra of the cold sprayed materials were calculated via simple positron trapping model while for calculations regarding those prepared by high pressure torsion the diffusion trapping model was needed due to strongly inhomoge- neous spatial distribution of defects. Annealing leads to a recrystallized state independent on the history of the concrete specimen. 1