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Mechanical properties of thermally sprayed porous alumina coating by Vickers and Knoop indentation

Article dans une revue avec comité de lecture
Author
BEN GHORBAL, Ghailen
86289 Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux [PIMM]
246174 Laboratoire des Matériaux Céramiques et Procédés Associés - EA 2443 [LMCPA]
TRICOTEAUX, Arnaud
246174 Laboratoire des Matériaux Céramiques et Procédés Associés - EA 2443 [LMCPA]
THUAULT, Anthony
246174 Laboratoire des Matériaux Céramiques et Procédés Associés - EA 2443 [LMCPA]
AGEORGES, Hélène
5928 Université de Limoges [UNILIM]
ROUDET, Francine
197216 Laboratoire Génie Civil et Géo-Environnement [Béthune] [LGCgE]
CHICOT, Didier
197216 Laboratoire Génie Civil et Géo-Environnement [Béthune] [LGCgE]

URI
http://hdl.handle.net/10985/19219
DOI
10.1016/j.ceramint.2020.05.039
Date
2020
Journal
Ceramics International

Abstract

Depending on the thermal spraying conditions, coatings obtained can present different defects, like pores, cracks and/or unmelted particles, and different surface roughnesses, that can affect the determination of the hardness and elastic modulus. The present work investigates the mechanical properties, determined by means of Knoop and Vickers indentations, of a plasma as-sprayed alumina coating, obtained with a nano-agglomerated powder sprayed using a PTF4 torch, in order to highlight how the surface defects interfere into the indentation process. As a main result, Knoop indentation compared to Vickers one gives less dispersive results (15% and 33%, respectively), that are, in addition, more representative of the coating properties. The mean values obtained are 110 ± 40 GPa for the elastic modulus and 1.75 ± 0.42 GPa for the hardness. In addition, and for the two indenter types used, multicyclic indentation has been performed because it allows a more appropriate characterization of such heterogeneous coatings due to the representation of the mechanical properties as a function of the indentation load and/or the penetration depth, leading to more reliable results according to the depth-variability of the coating microstructure.

Files in this item

Name:
PIMM _CI _2020_BEN_GHORBAL.pdf
Size:
1.930Mb
Format:
PDF
Description:
Article
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