دراسة الخواص المغناطيسية والكهربائية والميكانيكية لمادة متراكبة نانوية هجينة (Al/Fe3O4+Ni) مصنعة بطريقة ميتالورجيا المساحيق

الباحث

سعاد مكي جياد

المشرف

خنساء داود سلمان - احمد عبد القادر حسين

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Hybrid nanocomposites;Powder metallurgy;Magnetic properties;Al/Fe3O4+Ni

تعتبر مركبات الألومنيوم النانوية (AMNCS) مركبات مهمة نظرا لخصائصها مشل القوة العالية ومقاومة الشآكل والوزن الخفيف التي تمكنهاا من استخدامها في العديد من التطبيقات مشل السيارات والإلكترونيات والفضاء. تهدف هذه الرسالة إلى دراسة تأشئير المواد المضافة Fe304 بحجم Gere (20 نانومتر) Geis وزنية مختلفة عند (2 © 4 . 6 . 8 ، 510 وزن) و 304+21© wits نسب الوزن من 7304 ونسبة وزن AE من النيكل عند (#2 وزن) بحجم حبيبي )30 نانومشر) على الخواص المجهرية والمغناطيسية والكهربائية والميكانيكية لهذه المركبات. ثم تحضير العينات باستخدام طريقة متّالورجبا المساحيق عن طريق خلط مسحوق الألمنيوم بجحم جبيبي (أقل من 44 ميكرومتّر) كمادة مصفوفة مع مواد التعزيز المضافة Fe30q و be sits Fe304 + Ni بالكبس البارد احادي المحور عند ضغط (314.7 ميجا باسكال) والتلبيد عند درجة حرارة (630 درجة مئنوية) لمدة (1.5 ساعة). كم إجراء العديد من الفحوصات والاختبارات للعينات dis المجهر الإلكتروني الماسح (FESEM) وحيود الأشعة السينية (XRD) وتحليل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR) لتّقييم البنية المجهرية واطوار العينات المحضرة. كما تم إجراء الاختبارات الميكانيكية للعينات des اختبار الانضغاط واختبار الصلادة الدقيقة واختبار التآكل لتقدير الخواص الميكانيكية للمركبات النانوية. أظهرت نتّتائج هذه الدراسة أن جسيمات 56304 وجسيمات Fe304 + Ni النانوية المدمجة مشتتكة بشكل متجانس في Al matrix كما هو موضح في تحليل FESEM و XRD و FTIR . بينما أظهرت الاختبارات الميكانيكية أن تحسين مقاومة الانضغاط عند النسبة 6/ وزن من Fe304 للمركب النانوي 21/6304 بنسبة 4 وعند النسبة 78 وزن 2304 للمركب النانوي الهجين Al/Fe304+Ni بنسبة 455.4 . بينما كانت أعلى صلادة عند النسبة 410 وزن من Fe304 بنسبة 4101.6 و 7111.1 لمركب 21/6304 ومركب21/156304+11 على التوالي . بينما ينخفض معدل التآاكل بزيادة الوزن/ من Fe304 عند 10 وزن” بنسبة 47.2”/ لمركب21/2©304 وبنسبة 52.8/ Al/Fe304+Ni GS pot ، وهذا يعني تحسين مقاومة التآكل. أخيرا . زادت الكشافة عند 10/ Fe304 بنسبة 724.9 .+ 32.9 للعينات الملبدة للمركبين 21/286304 و Al /Fe304+Ni على التوالي . مقارنة بالألمنيوم النقي. بينما انخفضت المسامية عند 410 وزن 304ع7 بنسبة 462.8 . 473.3 لعينات المركبين الملبدين 21/6304 و Al/Fe304+Ni على الّوالي . مقارنة مع الألومنيوم النقي. أظهرت الاختبارات الكهربائية زيادة المقاومة مع زيادة نسب وزن Fe304 ، بينما انخفضت الموصلية بزيادة نسب وزن Fe304 لكل من المركبين Al/Fe304 و .Al/Fe304+Ni ونظرا لوجود Ni . وهو موصل جيد في مركب النانوي الهجين Al / ©6304 + Ni . فإن مقاومة الهجين Al /Fe304t+Ni أقل من مقاومة 21/604 والموصلية للمركب النانوي الهجين Al/Fe304+Ni كانت اعلى من المركب النانوي .Al/Fe304 واخيرا أظهرت gilss الخصائص المغناطيسية . أن رفع نسبة الوزن من جزيئات 56304 النانوية أدى إلى تحسين مغنطة التشبع (Ms) وقابلية المغنطة (Xm) لكلا المركبين النانويين. وان نسبة Geet) في قيم MS و Xm للمركب النانوي الهجين 54S) Al /Fe304+Ni من مركب النانوي 21/756304. و هذا قد يكون بسبب وجود النيكل في المركب النانوي الهجين.

Aluminum matrix nanocomposites (AMNCs) are considered important composites due to their properties as such high strength, wear resistance and light weight which enable them to use in many applications such as automotive, electronics and aerospace. The main problem facing the manufacture of aluminum nanocomposites is non-homogeneously dispersion between the matrix and additive material causes a degradation performance of nanocomposite material. In general, the good bonding between the matrix and additives is more difficult. The agglomeration of nanoparticles leads to create cracks and propagating them which in turn minimize the mechanical, electrical and magnetic properties. This thesis aims to study the effect of additive materials Fe3O4 (20 nm) in different weight percentages at (2, 4, 6, 8 and 10 wt.%) and Fe3O4 +Ni at the same weight percentages of Fe3O4 and constant weight percentage of Ni (30 nm) at (2 wt.%) on microstructure, magnetic, electrical and mechanical properties. The specimens were prepared using the powder metallurgy route by mixing the aluminum powder (< 44 μm) as a matrix material with the additive reinforcement materials Fe3O4 and Fe3O4 +Ni followed by cold compacting at (314.7 MPa) and sintering at (630 °C) for (1.5 hr). Many examinations and tests have been done for the specimens such as Field Emission Scanning Electron Micro-scope (FESEM), X-Ray Diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared (FTIR) analysis to evaluate the microstructure and phases of the prepared specimens. Mechanical tests also executed for the specimens such as compressive test, microhardness test and wear test to estimate the mechanical properties of the nanocomposites. The results of this study showed that Fe3O4 and the incorporated Fe3O4 +Ni nanoparticles were homogeneously dispersed in the Al matrix as shown by FESEM, XRD and FTIR analysis. While the mechanical tests show that improving the compressive strength at 6 wt.% Fe3O4 for Al/ Fe3O4 by 5.4% and at 8 wt.% Fe3O4 for Al/ Fe3O4 +Ni by 55.4%, while the highest microhardness at 10 wt.% Fe3O4 by 101.6% and 111.1% for Al/Fe3O4 and Al/Fe3O4+Ni respectively, while the wear rate decreases with increasing of wt.% of Fe3O4 at 10 wt.% by 47.2% for Al/ Fe3O4 and by 52.8% for Al/ Fe3O4+Ni, this means improving wear resistance. Finally, the density increasing at 10% Fe3O4 by 24.9%, 32.9% for Al/Fe3O4 and Al/ Fe3O4+Ni sintered specimens respectively, compared with pure aluminum. While the porosity decreasing at 10 wt.% Fe3O4 by 62.8%, 73.3% for Al/ Fe3O4 and Al/Fe3O4 +Ni sintered specimens respectively, compared with pure aluminum. Elec-trical tests revealed that the resistivity increased as Fe3O4 weight percentages increased, while conductivity decreased as Fe3O4 weight percentages increased for both Al/ Fe3O4 and Al/ Fe3O4+Ni nanocomposites. Due to the presence of Ni, which is a good conduc- tor in the hybrid nanocomposite Al/ Fe3O4+Ni, the resistivity of the hybrid Al/ Fe3O4+Ni is lower than that of Al/ Fe3O4, and the conductivity for hybrid nanocomposite was higher than the nanocomposite. The magnetic properties results showed, raising the weight percent of Fe3O4 nanoparticles improved saturation magnetization (Ms) and magnetization susceptibility (Xm) for both nanocomposites. The values of Ms and Xm for the hybrid nanocomposite Al/ Fe3O4+Ni more improved from Al/ Fe3O4 nanocompo-site, may be due to the presence of Ni in the hybrid nanocomposite.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب