Surface engineering by thermal spraying nanocrystalline coatings: X-ray and TEM characterisation of As-deposited iron aluminide structure

Abstract
Iron Aluminide coatings were produced by thermal spraying atomized (microcrystalline) and milled (nanocrystalline) powders using the High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) and the Atmospheric Plasma Spraying (APS) techniques. The as-sprayed coatings were investigated by X-ray diffraction. In particular, X-ray line shape broadening analysis was used to determine the size of the coherently diffracting domains and the internal microstrains. Significant peak broadening was observed whatever the thermal spraying technique and the starting feedstock powder. This surprising result is discussed, at the light of SEM and TEM observations, by considering chemical composition heterogeneities and the presence of structural defects in the coatings.

Résumé
Des revêtements d'aluminure de fer ont été projetés à l'aide des techniques HVOF et APS en utilisant comme précurseur de la poudre atomisée à structure microcristalline ou de la poudre à structure nanocristalline obtenue par broyage mécanique. La microstructure des revêtements a été analysée par diffraction des rayons X en utilisant, en particulier, des analyses de profils de raies. Des élargissements importants des raies de diffraction ont été mesurés quelque soit la technique de projection utilisée ou la nature des précurseurs. Ces résultats surprenants sont discutés, à l'aide d'observations effectuées en MEB et MET, en prenant en compte les gradients chimiques et la présence de défauts structuraux observés dans les revêtements.