مبانی نظری و پیشینه پژوهشی سینتیک زینترینگ و خواص مکانیکی سرمت های بر پایه آلومینا با حضور یک جزء فلزی

با سحافایل در خدمت شما هستیم با «پیشینه پژوهشی و تحقیق و مبانی نظری سینتیک زینترینگ و خواص مکانیکی سرمت های بر پایه آلومینا با حضور یک جزء فلزی» که بطور کامل و جامع به این مبحث پرداخته و نیاز شما را به هرگونه جستجوی بیشتری برطرف خواهد نمود.

فهرست محتوا

 روش تحقیق

2-1 فرآیند ساخت نمونه

2-1-1 مواد اولیه

2-1-2  آماده سازی و شکل دهی نمونه

2-1-3  فرآیند پخت

2-1-4  اکسیداسیون درجا

2-1-5  متالورژی پودر

2-1-6  روش سنتز احتراقی

2-2 آنالیز حرارتی (TG,DTA)

2-3 مطالعه تغییرات فازی XRD

2-4  اندازه گیری دانسیته ( )

2-5 خواص مکانیکی (استحکام خمشی، تا فنس، سختی)

2-6 مشاهدات میکروسکوپی (SEM)

مراجع

-1-1 مواد اولیه

در این تحقیق جهت ساخت سرمت Al₂O₃–Al و Al₂O₃–Cr از پودرهای آلومینا، آلومینیم و اکسید کروم به عنوان مواد اولیه استفاده گردید. در ضمن از پودر کربوکسی متیل سلولز به عنوان بایندر برای افزایش استحکام بدنه های پرس شده استفاده شد.

جدول 2-1:مشخصات و ویژگی های انواع پودر های مورد استفاده به عنوان مواد اولیه

2-1-2  آماده سازی و شکل دهی نمونه

از سه فرآیند مختلف اکسیداسیون درجا، سنتز احتراقی، متالوژی پودر برای ساخت نمونه های سرمت استفاده گردید. در تمامی فرآیندها مخلوط مواد اولیه در یک آسیا مورد همگن سازی قرار گرفتند. آسیای مورد استفاده از نوع فست میل چرخشی با حالت لنگی خارج از مرکز بود که حداکثر سرعت چرخشی rpm 1400 را داشت. نسبت گلوله به مخلوط پودری 20 به 1 و نسبت حجمی 2/2 در نظر گرفته شد و قطر گلوله  آلومینایی مورد استفاده مخلوطی از گلوله ها 20-10 میلیمتر بودند.

به پودر آسیا شده یک محلول 10% کربوکسی متیل سلولز به میزان 5% اضافه گردید و به صورت دستی مخلوط کردن مجدد انجام گرفت (مخلوط پودری به مدت 24 ساعت در دمای محیط نگهداری تا عمل پیر شدن انجام گیرد.) در نهایت مخلوط پودری از الک 400 میکرون عبور داده شد تا آلگومره زدایی شود. مخلوط پودری تحت پرس با فشار Mpa100 قرار گرفت به طوریکه نمونه های قرصی شکل با ابعاد 50 میلیمتر در قطر و 7 میلیمتر در ارتفاع تهیه شد. شکل 2-2نمونه خام و قالب مورد استفاده را نشان می دهد.

شکل2-2 : قالب فلزی و نمونه خام.

پرس مورد استفاده از نوع هیدرولیکی بوده و قادر به اعمال نیرو تا62 تن را دارد. (شکل 2-3)

نحوه محاسبه فشار پرس:

kg 415 = bar 1

m^26- 10 × 1963 = ^6- 10 × ²(25) π = A سطح مقطعپیستون

Kg 39260 = N 392600 = F→  = ⁶ 10 × (Mpa) 200

تن 40 ≈kg 39260

bar 96 =

بدین ترتیب برای اعمال فشار Mpa 100 بر روی نمونه لازم است عقربه فشارسنج دستگاه پرس تا bar48 بالا رود.

Fast-mill

فهرست منابع

[1] Wacht man JB .Me chanical properties of ceramics. New Yourk: Wiley; l996

[2] Sun x , Yeomans JA . Micro structure and Fracture toughness of nickel particle toughnerned alumina matrix Coposites j Mater sci 1996;31: 875 – 80

[3] sigl Ls, Matga pa , Dalgleish Bj , Mc Meekin RM, Evans Ag on the toughness of brittle materials rein forced with a ductile phase . Acta Metall 1988,36(4): 945-53.

[4]Ash by AF ,Bluht FJ , Ba nnister M. Flow Characteristic of higly Constrined metal wires. Acta Metall 1989,37(7): 1847-57

[5] Niihara k .A fracture mechanice analysis of indentation. J Mater sci Lett 1983 , 2:221-30

[6] K .konopka , M . Maj , k . j . kurzydlow ski , studies of the effect of metal particles on the fracthure tough ness of Cermaic matrix composites , Materials Characterization , vol 51, pp , 33-5 340(2003).

[7]Cahn RW , Haasen P , Kramer EJ . Materials science and technology , struchure and properties of ceramics, vol . 11 . New York : Weinheim ; 1994

[8] Bolton W . En gineering materials .Necones .second edition . Bath , Great Britain : The Bath Press ; 1996 .

[9] K .Engi .k .cha wia , “ ceramic matrix Composite “, chapman & Hall, (1993).

[10] P. puri and v. Yang , Multi – scale Modeling of Nano Aluminum Particle ignition and com bustion , the pennsyl vanian state university , (2006).

[11] ن. صحر انژاد، ح.سرپولکی، ح. رضایی، س.کاویانی، “بررسی عوامل مؤثر برسنتز و خواص کامپوزیت‌های آلومینا – آلومینیم” ، فصلنامه سرامیک ایران شماره 18 تابستان 88

[12] Tongxiang fan and Di zhang , fabrication of in situ al2o3 / Al composite Via remlting , Journal of Materials Processing Technology , Volume 142 , Issue 2 , PP 556-561(2006).

[13] J .Fridlyander , Metal matrix composites , London , chapman & Hall , (1995).

[14] M.D .Richardson , Poumer engineering composite , (1997).

[15]Minoru taya , Metal matrix composites , oxford pergamon (1989).

[16] J .Zhang , wear behavior of lanxide Al₂o₃ lal composites , wear Volume 215 , Issues 12 , pp 34-39 (1998).

[17] A .Muntiz , M . Metzeger and R. Mehrabian , the Inter face phase in Al-Mg/Al₂o₃ composites , Metal Trans. A , Vol . loA , p. 1491(1979).

[18] T . Das &P .Munroe , Interfacial Behavior of 6061/ Al₂o₃ Metal matrix composites Material Science and technology, Vol . 13 , PP . 778-784 (1997).

[19] Derek hull , An Introduction to composites Material , Cambridge university , (1981).

[20] C. suryanarayana , Progress in Material Science Vol . 46 , PP . 1 -184 , 2001.

[21] D .L .zhang , Progress in Material Science , Vol . 49 , PP . 537-560 , 2004.

[22] O. Sbaizero , G . Pezzotti , and T . Nishsda , Acta  Materialia , Vol . 46 .No .2 , PP . 681-691 , 1998.

[23] T .sekino , k . Niihara , Journal of Science Vol . 32 , No . 15 , PP . 3943 , 1997

]24] ا.حیدر پور ، ف.کریم زاده و م.عنایتی ،”تولید و مشخصه یابی نانو کامپوزیت -l5Vol%MOAl₂o₃به روش آلیاژ سازی مکانیکی” ، اولین کنفرانس فناوری نانو در محیط زیست

[25] H .Zhang , N . Maljkovic , B . S .Mitchell , Material Science and Engineering A , Vol . 326 , PP . 323 , 2002.

[26] S. Hussain , I . Barbariol , s , Roitti and o . sbaizero , Electrical conductivity of an insulator matrix (alumina) and Conductor Patricle (molybdenum) composites , Journal of the European ceramic society , Vol . 23 , Issue 2 , PP , 315 – 32 , 2003.

[27] Dickon  H.L. Ng ing Zhao , Formation of  Alumium/alumina ceramic matrix composites by oxidizing alloy , Journal of the European ceramic Society, volume 21 , Issue 8 , PP 1049 – 1053 (2001),

[28] M , Nawa , T . sekino and k . Niihara , Journal of  Material Science,vol 29,PP .3185-3192,1994

[29] M , Nawa , k . amazaki , T. sekino and k. Niihara , Material  Letters , vol . 20 , PP . 299-304,1994.

[30] D. R. Askeland , the Science and Engineering of Material , Pws , Boston , 1994.

[31] Mel M. Schwartz , composite  Material , properties, nonde stuctive testing and repair , 1997.

[32] K.K. chalwa , ceramic matrix composite , chapman and hall pub . 1993

[33] C.A. Hanwerker , T.J. foecke , J. S. Wallace , u.R.kather, and R.D. Jiggets , Mater . sci. Eng . A195 , 89 (1995)

[34] A .G .Merzhanov , Int . J .SHS . 5(2),119 (1997).

[35] L . S. sigl , P.A.Mataga , B.J. Dalgleish, R.M.Meeting, and A.G.Evans, Acta Metall. 36(4) , 945(1988).

[36] X .Zeng , G. sun and s . Zhang , combustion synthesis of  Al₂o₃ (-cr2o3)-cr cermets , scripta mater , vol 42 , PP. 1167 – 1172, (200).

[37] W- lingsen , special ceramics , PP. 1091 – 1095 , cemtral south polytechnic university press , Changsha (1994)(in chinese) .

[38] Murthy , V.S.R. and Rao , B.s, Microstuctural development in the directed melt – oxidized (DIMOX)

Al-Mg – Si alliys .J .mater . sci. , 1995 , 30,391- 3097.

[39] Dickon H . L. Ng , Q. Zhao , C Q in , Mar – wai Ho, Y . Hong , Formation of aluminum/ alumina ceramic matrix composites by Oxidizing an Al- Si – Mg alloy, Journal of the European ceramic Society , vol 21,PP.1049 – 1053(2003)

[40] Liang , Y. and che , Y. Thermodynamic Data for Inorganic substances . Northeast univer sity Press, china , August 1993.

[41] salas , O. , Jayaram , v., vlack, k. c, Levi, C.G and Mehrbian , R., Early stages of composites formation by oxidation of liquid aluminum alloys. J. Am .ceram .Soc , 1995, 78 , 609-622.

[42]xiao , P , and Derby , B , Alumina/aluminum composites formel by the directed oxidation of aluminum using magnesia as a surface dopant. J. Am .ceram. Soc .1994 , 77, 1761-1770

[42] Kuzk , J.A , and kennedy , c.R , ceramic composite and  methods of making the same us patent No. 5, 215,666 (1993).

[43]M. wildan , H.J . Edrees,A.Hendry , ceramic matrix composites of Zirconia reinforced with metal praticles , Materials chemistry and physics, vol 75 , PP . 276- 283 (2002).

[44] R .warren , ceramic matrix composites , chapman & Hall, London

[45] Y .chiang , D . Birnie , W. D . kingery , physical ceramic , wiley, New York , 1994.

[47] w . Hu, H. Guan , X. sun , Electrical and thermal conductivity of nickel – zirconia cermets, J. Am. Ceram . soc .81(1998) 2209.

[48] S . De Bonct , L . Froyen , A . Deruyttere , Electrical conductivity of composites : a percolation approach, J. Mater . sci .27 (1992) 1983.

[49] H .kondo , T . sekino , Y . H. choa , k Niihara , Mechanical composites of 3Y- zro2/Ni composites prepared by reductive sintering , key Eng . Mater . 161-163 (1999) 419 .

[50] E.V. charnaya , C . Tien , K. J. Lin, C. S. wur, Yu. A. kum zerov , phys . Rev . B. 58 (1998) 767.

[51]Y. Yamacla , A . Kawasaki , M. Taya , R. watanabe , Effect of de bonding at the phase interface on Young s modulus in sintered psz/stainless steel composites , J. Jpn . Inst. Met .58 (1994)162.

[52] Gleeiter , H. , progress in Material Science , 1989, 33,233.

[53]A. F. Dick , Degraclation of submerged entry nozzles used in the continuous casting of steel , ph . D thesis university of strathclyde , Scotland , uk , 1994.

[54] T .Hirai , Functionally Gradient Material , Geram . Trans. 34 (1993) 11.

[55] A , J . Markworth , k.s. Ramesh , W.P. Parks , J. Mater. Sci  30 (1995) 2183.

[56] J. Gu Yeo , Y. Gil Jung , sung . C choi, Design and microstreic of zro2 / sus316 fun ctionally graded Materials by tape casting, Materials Letters , 37(1998)304-311.

[57] F. F .Lange , J . Mater .sci .17 (1982) 225.

[58] M .Gasgnier , key Eng . Mater .68 (1992) 247.

[59] J. c .zhu , Z . D .Yin , Z . H , lai , Trans . Non ferrous Met .soc. China 6 (1996) 94.

[60] J.C .Zhu , Z . D .Yin , Z. H. Lai , J . Mater .Sci .31 (1996) 5829.

[61] J. C .Zhu , Z . D .Yin , J . F .Mao , Z . H .Lai , D . Z .Yang , x . G .Ning , D . X .Li , Acts Metall . sinica 32 (1996) 133.

[62] L. William son , B. H . Rabin , Functionally gradient Material , ceram . Trans .34 (1993) 55.

[63] J.C .Zhu , Z. D. Yin , Z . H. Lai , J. Mater , sci . Technol. 10(1994) 188.

[64] J. Zhu , Z . Lai , Z . Yin , J . Jeon , s . Lee , Fabrication of zro2 – Nicr , Functionally graded Material by powder metallurgy , Materials chemistry and physics , 68(2001)