Influence of Processing on Microstructure and Properties of Al-Al2O3 Nanocomposites
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
تعتبر المركبات النانوية ذات الأساس المعدني من المواد المتقدمة و التي تطورت بإستخدام مواد نانوية مقوية سيراميكية داخل أساسات نانو بلورية معدنية. تتمتع هذه المركبات بخصائص بارزة و إمكانية كبيرة لتطبيقها في عدد كبير من التطبيقات الوظيفية و الهيكلية. بصرف النظر عن أهمية المركب النانوي ذو الاساس المعدني (الألمنيوم و أكسيد الأمنيوم). فإن الدراسات المتعلقة بتصنيعها باستخدام السبك الميكانيكي والتلبيد بشرارة البلازما هي نادرة جدا في الوسط البحثي. إن الهدف الرئيسي من هذا البحث هو إستطلاع إمكانية تصنيع مسحوق بلورات الألمنيوم النانوية و مسحوق المركب النانوي للألمنيوم و أكسيد الألمنيوم بإستخدام طريقتي السبك الميكانيكي و التلبيد بشرارة البلازما. والهدف الثاني هو دراسة تأثير ظروف الطحن والتلبيد على البنية الذرية و الكثافة و الخواص الميكانيكية والحرارية. تم استخدام المجهر الإلكتروني و جهاز حيود الأشعة السينية وتخطيطها لتحديد خصائص المساحيق والعينات المتكلسة. تم قياس كثافة وصلابة العينات المتكلسة باستخدام مقياس الكثافة واختبار الصلادة. تم فحص الخصائص الإنضغاطية للمواد التي تم تطويرها باستخدام اختبار آلة الضغط. تم استخدام المحلل الحراري لتوصيف الخصائص الحرارية ، مثل كل من : الموصلية الحرارية و الانتشار الحراري والسعة الحرارية. تم استخدام مقياس التوسع لقياس معامل التمدد الحراري للعينات المتكلسة. لوحظ أن طحن الألمنيوم لمدة 24 ساعة يعمل على خفض حجم بلوراته إلى أقل من 100 نانومتر. أما بالنسبة لـلمادة المركبة النانوية من الألمنيوم و أكسيد الألمنيوم فإن الطحن لمدة 24 ساعة خفض حجم البلورة للألومنيوم وساعد في توزيع أكسيد الألمنيوم (المقوي) بإنتظام. عملية التلبيد للمساحيق المصنعه عملت على نمو حجم البلورات. عندما تم تلبيد العينات لمدة 20 دقيقة، ساهم أكسيد الألمنيوم على تثبيط النمو وتحسين الصلابة لكنها عملت على خفض الكثافة. أظهر مركب الألمنيوم المقوى بـ 10% من أعلى قيمة صلابة فيكرز (1463 ميجا باسكال). أدت عملية الطحن الميكانيكي لمدة 24 ساعة و من ثم إضافة 10٪ من أكسيد الألمنيوم إلى زيادة قوة تحمل الضغط بمعدل 111.5٪. علاوة على ذلك فإن إضافة أكسيد الألمنيوم النانوي السيراميكي أدى إلى إنخفاض الخواص الحرارية ولكن زاد من الاستقرار الحراري لهذه المركبات المطورة.