يكي از عوامل مهم از كارافتادگي برخي از قطعات متحرك ماهواره ها و سيستم هاي متحرك فضايي ( مانند ۱) قفل سازي يا چفت سازي ۲) محركها، موتورها، فنرها ۳) محركها مانند آنتنها ۴) چرخهاي پايدار ساز مثل چرخهاي گشتاور و ژيروسكوپ ۵) اتصالات تلسكوپي و تيرهاي كوچك ۶) پمپهاي سوخت يا سردسازي) از بين رفتن روانكارها و به تبع آن سايش شديد قطعات متحرك آنهاست. همچنين يك ماهواره و فضاپيما مراحل و محيطهاي متفاوتي را در طول عمر كاري خود مي گذراند. از جمله اين محيطها مي توان به شرايط محيطي آزمايشها روي زمين قبل از قرار گيري در فضا، هنگام پرتاب و قرارگيري در جو با شرايط خلأ و سيكل دمايي متغيير اشاره كرد. لذا نياز است در اين موارد از پوشش هاي مقاوم به سايش خودروانكاري كه خود را با شرايط محيطي تطبيق مي دهند استفاده شود. پوششهاي نانوكامپوزيت خودروانكار از اين دسته است كه از برخي از اكسيدها و يا كاربيدهاي فلزي (به دليل مقاومت سايشي بالا)، كربن شبه الماس (به دليل تطبيق خواص با تغيير شرايط محيطي و رفتار روانكاري)، روانكارهاي جامد (به دليل كاهش ضريب اصطكاك) و يك فاز فلزي (به عنوان پيوند دهنده و نيز روانكاري در دماي بالا) تشكيل شده اند. پوشش نانوكامپوزيتي Al2O3 - DLC – MoS2 - Au از جمله پوشش هاي خودروانكاري است، كه داراي زمينه سخت آلومينا و افزودني هايي از جنس روانكار جامد MoS2 و نيز DLC و فلز طلا مي باشد. جهت لايه نشاني پوشش مذكور در اين اختراع براي اولين بار در دنيا از روش رسوب فيزيكي بخار(PVD)، با استفاده همزمان از دو منبع شامل پرتوالكتروني و مقاومتي، روي بستر فولاد ۴۴۰C استفاده شد. نتايج بررسي هاي انجام شده توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف سنج تفكيك انرژي و طيف سنج پراش پرتو ايكس و انجام آزمون هاي زبري سنجي، سختي سنجي، طيف سنجي رامان، طيف سنجي فوتوالكترون پرتو ايكس و سيكل حرارتي تحت خلا، نشان دهنده تشكيل پوششي مطلوب با چسبندگي و چقرمگي مناسب بر روي زيرلايه و همچنين حصول ميزان زبري و سختي به مراتب بهتر از الزامات مورد نياز براي پوشش هاي فضايي بود. در انتها نيز آزمون سايش در محيط مرطوب (هوا) و خشك (نيتروژن) به روش پين بر روي ديسك بر روي نمونه پوشش داده شده انجام شد. نتايج اين آزمون نيز بيانگر بهبود رفتار تريبولوژيكي سطح فولاد۴۴۰C پس از لايه نشاني پوشش نانوكامپوزيتي بود. به طوري كه ضريب اصطكاك زيرلايه پس اعمال پوشش، از 0/9 به 0/2 در محيط مرطوب و به 0/3 در محيط خشك كاهش يافت.

عنوان اين اختراع شامل «اصلاح سازي سطحي ليزري پوشش هاي سد حرارتي CYSZ پاشش پلاسمايي شده» مي باشد و طبق طبقه بندي بين المللي اختراعات، زمينه فني در بخش ج، زير بخش متالورژي قرار مي گيرد. به منظور بالا بردن مقاومت به شوك حرارتي و خوردگي داغ پوشش هاي سد حرارتي CTSZ پاشش پلاسمايي شده، ابتدا در پارامترهاي بهينه جهت اصلاح سازي سطح اين پوشش ها به وسيله ليزر Nd:YAG پالسي به دست آمد. به منظور تعيين پارامترهاي بهينه، از پنج دسته پارامتر مختلف استفاده شد. پارامترهاي بهينه، براساس عمق ذوب و كيفيت سطحي نمونه ها انتخاب شد. پس از به دست آوردن پارامترهاي بهينه، سطح پوشش ها به طور موفقيت آميزي اصلاح شد. كارايي پوشش هاي اصلاح شده در مقايسه با پوشش هاي اصلاح نشده، در آزمون هاي شوك حرارتي و خوردگي داغ بررسي شد. مطالعات ريزساختاري نشان داد كه اصلاح سازي سطحي ليزري پوشش ها، باعث تبديل ريزساختار لايه اي به يك ريز ساختار متراكم، افت شديد زبري سطح، توليد شبكه پيوسته اي از ترك هاي منقطع عمود بر سطح و حذف تخلخل هاي باز روي سطح شده است. نتايج آزمون شوك حرارتي، بهبود چهار برابري طول عمر نمونه هاي اصلاح شده ليزري را در مقايسه با نمونه هاي پاشش پلاسمايي شده تأييد كرد. همچنين، نتايج آزمون خوردگي داغ اثبات كرد كه فرآيند اصلاح سازي سطحي ليزري، مقاومت به خرودگي داغ پوشش پاشش پلاسمايي شده را بيش از دو برابر بهبود بخشيده است.

عنوان اين اختراع شامل «اعمال و ارزيابي پوشش سد حرارتي نانوساختار YSZ براي كاربرد در موتورهاي توربيني گازي» مي باشد و براساس طبقه بندي بين المللي اختراعات، زمينه فني آن در بخش ج: شيمي - متالورژي، زيربخش متالورژي قرار مي گيرد. با توجه به لزوم استفاده از پوشش هاي سد حرارتي در موتورهاي توربيني گازي هوايي و زميني در كشور، انجام تحققيقات جديد جهت ارايه راهكارهايي براي بهبود و ارتقاء سطح كارايي اين پوشش ها از اهميت ويژه اي برخوردار است. بر اين اساس، به منظور دست يابي به راندمان بالاتر موتورهاي توربيني گازي و طول عمر بيشتر پوشش، به توليد نسل بعدي پوشش هاي سد حرارتي نياز است. ايجاد ساختار نانو، ريكردي جديد براي توليد پوشش هاي سد حرارتي پاشش پلاسمايي شده پيشرفته است. در فرآيند پاشش پلاسمايي ار انرژي حرارتي يك جت پلاسما براي ذوب و پرتاب مواد با سرعت بالا روي زيرلايه استفاده مي شود. بر اين اساس، ذرات پودري ميكرواندازه تزريق شده به داخل پلاسما. در طي گذر از ميان آن، ذوب شده و با سرعت زياد به سمت زيرلايه پرتاب مي شوند. اين ذرات با برخورد به سطح به وسيله نيروي ضربه اي، پهن شده و با سرعت سرمايش بسيار بالا، منجمد مي شوند با اين حال، در طي فرآيند پاشش پلاسمايي، استفاده مستقيم از پودرهاي نانواندازه به دليل جرم پايين و اينرسي كم نانوذرات منفرد، منجر به افت شديد راندمان رسوب دهي و عدم توليد پوشش با چسبندگي مطلوب مي شود. براي رفع اين مشكل، از پودر نانوساختار ميكرواندازه توليد شده به واسطه آگلومراسيون نانوذرات منفرد YSZ استفاده شد. چنين پودرهايي با روشي مشابه پودرهاي متداول ميكروني، پاشش مي شوند. با اين وجود بايد تلاشي اضافي جهت حفظ ساختار نانوي پودرهاي اوليه در پوشش هاي پاششي، صورت گيرد. نكته بسيار مهم در فرآيند پاشش پلاسمايي پودرهاي نانوساختار آگلومره شده، چگونگي كنترل فرآيند پاششف به نحوي كه ساختار نانو بتواند در پوشش حفظ شود، است. از طرف ديگر، در طي فرآيند پاشش پلاسمايي سراميك ها با استفاده از رويكردهاي مرسوم، درجه اي از ذوب ذرات پودري به منظور ايجاد چسبندگي لازم، امري ضروري است. براي اين منظور، پارامترهاي فرآيند پاشش پلاسمايي اتمسفري به نحوي طراحي و كنترل شد كه تنها بخشي از ذرات پودري ysz نانوساختار آگلومره شده ذوب و بخشي از ساختار نانوي پودر اوليه به صورت ذوب نشده در پوشش جاسازي شد. براساس نتايج، پوشش سد حرارتي نانوساختار ysz پاشش پلاسمايي شده يك ريزساختار دوگانه، شامل ذرات نانواندازه باقي مانده از پودر و دانه هاي ميكروستوني شكل گرفته از انجماد مجدد بخش ذوب شده پودر را نشان داد. اين ريزساختار منحصر به فرد، بهبود قابل ملاحظه استحكام چسبندگي، ظرفيت عايق سازي حرارتي و مقاومت به شوك حرارتي پوشش نانوساختار را در مقايسه با پوشش متداول در پي داشت.