Dergiler / International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences / 2021 / Cilt: 33 - Sayı: 4

Kıvılcım Plazma Sinterleme Yöntemiyle Üretilen Mg-TiB2 Nanokompozitlerin Elektriksel, Isıl ve Mekanik Özellikleri

Electrical, Thermal, and Mechanical Properties of Mg-TiB2 Nanocomposites Produced by Spark Plasma Sintering

Sayfa
526–536
Yayın Tarihi
2021-12-30
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Hem analitik hem de deneysel sonuçlar, Mg-TiB2 nanokompozitlerin elektriksel ve ısıl iletkenliklerinin monolitik Mg'den daha düşük olduğunu ve nano-TiB2 partiküllerinin miktarı arttıkça elektriksel ve ısıl iletkenliklerinin azaldığını ortaya koymuştur.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Monolitik magnezyum, nano-TiB2 partikülleri ile takviyelendirilerek Mg-TiB2 nanokompozitleri üretilmiş ve nano-TiB2 partiküllerinin Mg matrisli nanokompozitlerin elektriksel, ısıl ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Monolitik Mg ve Mg-TiB2 nanokompozitler kıvılcım plazma sinterleme yöntemi ile üretilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Hem analitik hem de deneysel sonuçlar, Mg-TiB2 nanokompozitlerin elektriksel ve ısıl iletkenliklerinin monolitik Mg'den daha düşük olduğunu ve nano-TiB2 partiküllerinin miktarı arttıkça elektriksel ve ısıl iletkenliklerinin azaldığını ortaya koymuştur.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Elektriksel iletkenlik · ısıl iletkenlik · kıvılcım plazma sinterleme

Özet

Monolitik magnezyum, nano-TiB2 partikülleri ile takviyelendirilerek Mg-TiB2 nanokompozitleri üretilmiş ve nano-TiB2 partiküllerinin Mg matrisli nanokompozitlerin elektriksel, ısıl ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Monolitik Mg ve Mg-TiB2 nanokompozitler kıvılcım plazma sinterleme yöntemi ile üretilmiştir. Hem analitik hem de deneysel sonuçlar, Mg-TiB2 nanokompozitlerin elektriksel ve ısıl iletkenliklerinin monolitik Mg'den daha düşük olduğunu ve nano-TiB2 partiküllerinin miktarı arttıkça elektriksel ve ısıl iletkenliklerinin azaldığını ortaya koymuştur. Mg-TiB2 nanokompozitlerin deneysel olarak bulunan elektriksel ve ısıl iletkenliklerinin, daha yüksek nano-TiB2 partikül miktarlarında daha yüksek oranda düştüğü saptanmıştır. Belirli miktarda nano-TiB2 partikül içeren Mg-TiB2 nanokompozitlerin deneysel elektriksel ve ısıl iletkenlikleri, analitik hesaplamalar ile elde edilen sonuçlardan daha düşük değerlerde bulunmuştur. Mg-TiB2 nanokompozitlerin basma dayanımları monolitik Mg’den daha yüksek olmakla birlikte, nano-TiB2 partikül miktarı arttıkça basma dayanımı artmış, ancak yüksek miktarda nano-TiB2 partiküllerin kullanılması basma dayanımında azalmaya neden olmuştur. Monolitik Mg ile karşılaştırıldığında, ağırlıkça %1,5 nano-TiB2 partikül içeren Mg-TiB2 nanokompozitinin basma dayanımı %34 artış gösterirken, hasar gerinimi ise %12 azalmıştır.

Abstract

Monolithic magnesium was reinforced with nano-TiB2 particles to produce Mg-TiB2 nanocomposites, and the effects of nano-TiB2 particles on the electrical, thermal, and mechanical properties of Mg matrix nanocomposites were studied. Monolithic Mg and Mg-TiB2 nanocomposites were manufactured using spark plasma sintering process. Both analytical and experimental findings revealed that the electrical and thermal conductivities of Mg-TiB2 nanocomposites were lower than those of monolithic Mg and decreased as the amount of nano-TiB2 particles increased. The electrical and thermal conductivities of Mg-TiB2 nanocomposites decreased at a higher rate for a higher weight fraction of nano-TiB2 particles. The experimental electrical and thermal conductivities of Mg-TiB2 nanocomposites at a certain amount of nano-TiB2 particles was measured at lower values than those obtained by analytical calculations. The compressive strength of Mg-TiB2 nanocomposites was higher than that of monolithic Mg and improved as the weight fraction of nano-TiB2 particles increased; however, a high amount of nano-TiB2 particles resulted in a decrease in compressive strength. The compressive strength of Mg-TiB2 nanocomposite with 1.5wt.% nano-TiB2 particles improved by 34%; on the other hand, its failure strain decreased by 12% compared to monolithic Mg.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

DİLER, E. A. (2021). Kıvılcım Plazma Sinterleme Yöntemiyle Üretilen Mg-TiB2 Nanokompozitlerin Elektriksel, Isıl ve Mekanik Özellikleri. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences, Cilt: 33 - Sayı: 4, 526–536. https://ajindex.com/articles/382687

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (11)

  1. Akbari, M.K., Shirvanimoghaddam, K., Hai, Z., Zhuiykov, S., Khayyam, H. (2017). Al-TiB2 micro/nanocomposites: Particle capture investigations, strengthening mechanisms and mathematical modelling of mechanical properties. Mater. Sci. Eng. A, 682, 98-106.
  2. Malaki, M., Xu, W., Kasar, A.K., Menezes, P.L., Dieringa, H., Varma, R.S., Gupta, M. (2019). Advanced metal matrix nanocomposites. Metals, 9(3), 330, 1-39.
  3. Ceschini, L., Dahle, A., Gupta, M., Jarfors, A.E.W., Jayalakshmi, S., Morri, A., Rotundo, F., Toschi, S., Singh, R.A. (2017). Aluminum and magnesium metal matrix nanocomposites. Springer Nature, Singapore, pp. 1-164.
  4. Stalin, B., Ravichandran, M., Mohanavel, V., Raj, L.P. (2020). Investigations into microstructure and mechanical properties of Mg-5wt.%Cu-TiB2 composites produced via powder metallurgy route. J. Min. Metall. Sect. B: Metall., 56(1), 99-108.
  5. Abbas, A., Rajagopal, V., Huang, S.J. (2021). Magnesium metal matrix composites and their applications. In: Magnesium alloys structure and properties, T.A. Tański, P. Jarka (eds.), IntechOpen, London, UK, 1-17.
  6. Shu, S., Yang, H., Tong, C., Qiu, F. (2016). Fabrication of TiCx-TiB2/Al composites for application as a heat sink. Materials, 9(642), 1-10. Rudajevová, A., Lukáč, P. (2000). Thermal conductivity of SiC reinforced magnesium matrix composites. In: Microstructural investigation and analysis, B. Jouffrey (ed.), Wiley‐VCH Verlag GmbH, Weinheim, Germany, pp. 179-183.
  7. Dieringa, H. (2020). Production and properties of light metal matrix nanocomposites. Metals, 10(1), 95, 1-4.
  8. Grasso, S., Sakka, Y., Maizza, G. (2009). Electric current activated/assisted sintering (ECAS): a review of patents 1906-2008. Sci. Technol. Advanced Materials, 10(5), 053001, 1-24.
  9. Munir, Z. A., Tamburini, U. A., Ohyanagi, M. (2006). The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: a review of the spark plasma sintering method. J. Mater. Sci., 41(3), 763-777.
  10. Guillon, O., Gonzalez‐Julian, J., Dargatz, B., Kessel, T., Schierning, G., Räthel, J. (2014). Field‐assisted sintering technology/spark plasma sintering: mechanisms, materials, and technology developments. Adv. Eng. Mater., 16(7), 830-849.
  11. Sharma, N., Alam, S.N., Ray, B.C. (2019). Fundamentals of spark plasma sintering (SPS): An ideal processing technique for fabrication of metal matrix nanocomposites. In: Spark plasma sintering of materials: Advances in processing and applications, C. Pasquale (ed.), Springer International Publishing, Ch