Share
تحضير ودراسة سلوكيات الرص لمتراكبات (الومينا - المنيوم) == Preparation & Studying the Compaction Behaviors of the (Alumina - Aluminum) Composite
Author name:
حنان جميل مصطفى
Supervisor name:
عبد الحميد رحيم مهدي الصراف
General topic:
Physics
Specific topic:
Solid State and Materials Physics
Degree:
Master
University:
University of Baghdad - Ibn Al-Haytham College Of Education For Pure Sciences - Physics Department
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
26T1815 - p.pdf
Abstract:
تم تحضير المتراكب السيرميتي (سيراميك - معدن) من مادة الالومينا (Al2O3 - γ( كمادة اساس، ومن معدن الالمنيوم (Al) كمادة تدعيم، لتراكيز مختلفة من الالمنيوم (0 - 50)%، ونسبة زيادة التدعيم 10)%).تمت عملية التشكيل باستعمال الضغط باتجاه واحد، وانجزت عملية التلبيد في جو مفرغ من الهواء. درست سلوكيات الرص بحالة التلبيد الصلبة عند درجات حرارة التلبيد (400، 450، 550) م° ، وازمان التلبيد (2، 4، 6) ساعات، وعند ضغوط تشكيل (50، 100، 150) بار، تم الحصول على افضل الخواص الفيزيائية عند (550م°، 2ساعات، 150ساعة). تمت دراسة حالة تلبيد الطور السائل كدالة لتغير نسبة الالمنيوم في المتراكب عند (800م°، 2ساعة، 150بار)، بناء على ما تم التوصل اليه من خواص فيزيائية جيدة عند حالة التلبيد بالطور السائل، اختيرت هذه المواصفات لدراسة تاثير تغير الضغط عند (50، 100، 150) بار على الخواص الفيزيائية للمتراكبات السيرميتية المحضرة. اظهرت السلوكية عند المنطقة التي تحتوي تركيز الالمنيوم (40 - 50)% افضل الخصائص الفيزيائية، تبعا لذلك، درست اغلب القياسات على التركيز صاحب نسبة 50% من مادة الالمنيوم. المفهوم الاساسي الذي تضمنته هذه الدراسة هو التلاصق الفيزيائي بين مكونات المتراكب السيرميتي المحضر، والذي كان واضح من فحص انحراف الاشعة السينية. كذلك من الفحص المجهري (SEM) نلاحظ ان المتراكب النهائي (السيرميتي) المحضر اشبه الى ما يكون جزر موصلة (مادة الالمنيوم) مفصولة بمناطق عازلة (مادة الالومينا) وهذا ناتج بفعل التلاصق الفيزيائي. لوحظ ان زيادة نسبة الالمنيوم للمتراكبات المحضرة يلعب دورا مهما في الخواص الفيزيائية والكهربائية والتي تم مناقشتها بالتفصيل، وكذلك حسن من قيمة الصلادة للمتراكبات المحضرة، حيث ان التوزيع العشوائي لدقائق الالمنيوم ضمن مادة الالومينا، كون اقرب الى ما يكون الى شبكة داخلية معدنية زادت من متانة المتراكب المحضر من خلال ملء المسامات الموجودة غالبا بسبب مادة الالومينا الهشة. من خلال هذه الدراسة توصلنا الى ان المتراكب المحضر له نسبة مسامية عالية والتي يمكن توظيفها في صناعة فلترات الوقود. كما يمكن توظيف الخواص العزلية المحسنة التي توصلنا اليها في صناعة المتسعات السيرميتية (cermet capacitors )، كذلك من خواص مقاومة البلى التي توصلنا اليها، ممكن توظيفها في تصنيع ادوات القطع والبرد بعد اجراء التحسينات اللازمة. | A cermet (ceramic - metal) composite have been prepared from alumina ceramic (γ - Al2O3) as a matrix and from aluminum metal (Al) as reinforcement, prepared for different concentrations of aluminum (0 - 50)%, the reinforcing increment is (10%).The forming process was done by single action pressing, and the sintering process was done in vacuum atmosphere.The compaction behaviors of prepared cermet bodies were studied in solid state sintering, at sintering temperatures (400, 450, 550) °C, sintering times (2, 4, 6) hrs. and forming pressures (50, 100, 150) bar, the best physical properties were gained at (550 °C, 2hrs., 150bar).Liquid phase sintering process was studied as a function of Al percent in the composite at (800 °C, 2 hrs., 150 bar). According to the interesting physical properties we gained from liquid phase sintering process, these parameters were chosen to study the effect of the forming pressure ((50, 100, 150) bar) on the physical properties of the prepared cermet bodies. The behavior at the region that have aluminum concentration (40 - 50)% showed the best physical properties, according to this, most of the measurements were studied on the concentration of 50% of aluminum material. The basic concept of this study is the physical adhesion between the material particles of the prepared cermet bodies, which was obvious from the XRD tests. Also from the SEM micrograph we have notice the final structure of the prepared cermet, which is more like conducting islands (aluminum) separated by isolated areas (alumina), which is a sequent of the physical adhesion action.Increasing of aluminum content in the composite materials prepared may play an important role in physical and electrical properties has been discussed in detail, also enhanced the hardness of the samples, where the random distribution of aluminum particles through the alumina material, makes more like internal web of metal, that helps to increase toughness of samples by filling the porosities existed because of the brittle alumina.From this study we noticed, we have relative high porosity that could be employed in fuel filters. Also we have fine dielectric properties that could inter the application of cermet capacitors. Also, we have reasonable wear result that can be employed in grinding and cutting tools after improvements have been done.
