Development and Characterization of Carbon Nanotubes (CNTs) And Silicon Carbide (SiC) Reinforced Al-based Nanocomposites.
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
تعد المواد المركبة أحد أهم المواد الهندسية والتي تصنع إما على طريقة المصفوفات أو بالتعزيز من أجل الحصول على مواصفات فائقة الفوة على المستوي المتناهي في الصغر لم بكن بالإمكان الحصول عليه بإتخدام كل مادة منفصلة على حدا. الصلابة وخفة الوزن والمقاومة للتفاعلات الكيميائية بالإضافة إلى قوة التحمل للقوى المتغيرة حتى على المدى البعيد يجعل من هذه المواد محل جذب نظرا للمواصفات فائقة التميز مقارنة بغيرها من المواد. تمتملك مصفوفات المعادن المركبة خصائص ميكانيكية وفيزيائية متميزة وكذلك معدن الألمونيوم المركب أصبح محل إهتمام بالغ خصوصا في القطاع الصناعي مثل صاعة مركبات الفضاء ووسائل النقل المختلفة. الهدف من هذا المشروع البحثي هو تحسين تصنيع مركب معدن الألمونيوم من خلال إضافة Carbon nanotubes (CNTs) and silicon carbide particulates (SiCp) بأحجام متناهية الصغر بإستخدام التعدين الميكانيكي وطرق متقدمة تساهم في دمج وتماسك المركبات مثل : Spark Plasma Sintering (SPS) لمعدنين من الألمونيوم هما (Al-7Si-0.3Mg and Al-12Si-0.3Mg) بنسب مختلفة تم إضافة كلا من SiCp and CNTs إلى آلة الطحن لفترات زمنية مختلفة تحت محيط متحكم فيه كل ذلك من أجل دراسة أثر كلا من الفترة الزمنية في عملية الطحن وتوزيع المادة المضافة.تم إختبار وتحليل النتائج بإستخدام تقنيات دقيقة ومتقدمة من اجل دراستها والوصول إلى نتائج علمية دقيقة وصحيحة وهذه الأجهزة مثل: Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM), Energy Dispersive Spectroscopy(EDS), X-Ray Mapping, X-Ray Diffraction(XRD) and Particle Size Analyses(PSA) النتائج أظهرت أن إضافة كلا من SiCp and CNTs بكميات كبيرة في كلا المعدنين يساعد في تحسين بناء البودرة الناتجة وكأن هذه المواد المعززة تعمل كعامل صنفرة داخل المادة الأساسية. كذلك التوزيع الجيد لجسيمات المادة المعززة شوهدت من خلال المجهر الإلكتروني وليس هناك تباين تركيبي من خلال ما شوهد بواسطة ). هناك درجة من التجمع بغض النظر عن أثر مادة إثيل الكحول المضافة خلال طحن CNTs ومن خلال الأشعة السينية تم مشاهدة النقصان في الحجم البلوري وزيادة في الإنفعال الداخلي كلما زادت النسبة الوزنية للمواد المعززة بسبب التشوه البلاستيكي الكبير. نسبة Al/SiC و Al/CNTs تم دمجهم بنجاح من خلال SPS عند درجات حرارة مختلفة (400, 450, 500) ل SiC بنسب وزنية مختلفة (5,12,20,0.5) و الكربون نانو تيوب طحنت لمدة 20 ساعة و3 ساعات على التوالي. تم الوصول إلى أن التسخين إلى 500 درجة مئوية هي أفضل درجة حرارة نظرا لإمكانية تكثيف المادة إلى 98% للمواد المعززة SiCو100% للموتد غير المعززة . عند إضافة 20% من ال SiC هناك إنخفاض قليل في الصلابة. كذلك الصلابة والكثافة في زيادة عند إضافة CNTs فتم الحصول على 100% من الكثافة عند 500 درجة مئوية. فقيمة الصلابة زادت من 68 إلى 82 عند إضافة الكاربون بنسبة مابين 0 إلى 0.5 نسبة وزنية. ختاما التسخين لكلا المعدنين عند درجة 500 مئوية وأعلى يعتبر هو الخيار الأنسب والأفضل كذلك إستخدام SiCp و CNTs كمواد معززة تحسن بشكل ملحوظ صلابة المادة كذلك بالنسبة للمعادن الألمونيوم التي تحتوي على نسبة أعلى من Si تظهر صلابة أعلى عند نفس المعزز وعوامل التسخين.