Dergiler / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2019 / Cilt: 7 - Sayı: 3
MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi
- Sayfa
- 1922–1930
- DOI
- —
Özet
Bu çalışmada, ağırlıkça %0,0 dan %15,0’e kadar farklı oranlarda aktive edilmiş çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) takviyeli ve alümina Al2O3 matrislinanokompozitler başarılı bir şekilde üretilmiştir. Nano boyuttaki (80 nm) Al2O3 tozları ve MWCNT’ler yüksek hızlı gezegensel bilyeli değirmende karıştırılmış, ardından soğuk şekillendirilmiş ve 1600o C’de argon atmosferinde 120 dakika süre ile sinterlenmiştir. Üretilen nanokompozitlerin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak kırık yüzeylerden incelenmiştir. MWCNT ilavesinin kristal yapı ve üzerindeki etkisi X-ışınları difraktometresi (XRD) kullanılarak ortaya çıkarılmıştır. Mekanik özellikleri vickers mikrosertlik yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Kırılma toklukları ise vickers indenter metodu kullanılarak incelenmiştir. Yapılan kırılma tokluğu deneyleri sonucunda MWCNT ilavesi Al2O3 esaslı seramik malzemenin kırılma tokluğunu belirgin bir şekilde artırdığı görülmüştür. %2,5 MWCNT ilavesi seramik matrisli nanokompozit yapının kırılma tokluğunu katkısız Al2O3 ile kıyaslandığında %182,5 oranında artırmıştır.
Abstract
In this study, multi walled carbon nanotube (MWCNT) reinforced alumina (Al2O3) ceramic matrix nanocomposites containing MWCNT from 0.0 wt.% to 15.0 wt. % have been successfully produced. Nano size (80 nm) Al2O3 powders and MWCNT’s have mixed with high velocity planetary ball milling and then green compacted and sintered at 1600 oC for 120 min in flowing Argonne atmosphere. Microstructure of produced nano composites have investigated with scanning electron microscope (SEM) from fracture surfaces. Effect of MWCNT addition on crystal structure were investigated via X-ray diffractometer (XRD). Microhardness test was carried out for determine mechanical properties of ceramic matrix nano composite mechanical properties. Vickers indenter test method was used for determining fracture toughness properties. MWCNT addition was significantly increased fracture toughness of Al2O3 based structure. % 2.5 wt. % MWCNT addition was increased 182.5 wt. % fracture toughness when the compering unreinforced Al2O3 structure.