TY - JOUR ID - TI - Microstructure and Density Characterization for Nano and Micro Alumina-Aluminum Composites Produced by Powder Metallurgy Process AU - Abdulrahman Najim Abed AU - Ban Ali Sabri PY - 2017 VL - 20 IS - 5 SP - 1024 EP - 1033 JO - Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences مجلة النهرين للعلوم الهندسية SN - 25219154 25219162 AB - Al2O3 is a major reinforcement in aluminum-based composites, which have been developing rapidly in recent years. The aim of this paper is to investigate the effect of alumina phases and amounts on the physical properties of fabricated Al-Al2O3 composite. Alpha micro and gamma nano of alumina with particle size of 30µm and 20 nm respectively reinforced aluminum matrix of 45 µm. The percentage of reinforcement material were in the range of (5, 10 and 15wt.%) fabricated by powder metallurgy technique. Specimens dimensions were a disc specimens with 11mm diameter and 5 mm thickness. The green density was achieved under compaction pressure of 500MPa, and then sintered under pressure less sintering at 500ºC in a vacuumed tube furnace for two hours Physical properties of the composite samples have been studied such as relative density, sintered density, porosity, microstructure characteristics, particles distribution, agglomeration, grain sizes and granularity accumulation distribution. It has been noticed that at the micro alumina phase, its relative densities are decreased when there is an increase in amount of micro alumina addition, on the contrary in case of nano composites, where the relative density are increasing along with the increase in nano alumina addition. At micro and nano composites, the produced relative densities are less than the pure aluminum relative density. Agglomeration are increasing with the increase in amount of reinforcement, while its more obvious with nano composite. Grain size reduced with the increase in amount of alumina in micro and nano composites, while, the obtained average grain size diameter is less in nano composite than in micro composites. It is obvious from the results that the variation in physical properties and microstructure of Al-Al2O3 composite are depends on both of alumina phases (size) and percentages. At 15wt.% of nano alumina higher relative density and lower porosity will be obtained.

يعد الالومينا Al2O3 من المقويات الشائعة في مركبات الالمنيوم والتي قد تطورت بسرعة في السنوات الاخيرة. ان الهدف من البحث المقدم هو دراسة تأثير طور الالومينا وكميته على الخواص الفيزياوية لمركب Al-Al2O3 المصنع. لقد تم استخدام مادة الالومينا بصيغة الالفا وبالحجم المايكروي ومن ثم بصيغة الكاما وبالحجم النانوي وقد كانت حجومهم 30µm ثم 20 nm على التوالي لغرض تقوية مادة الالمنيوم والتي كانت بحجم 45 µm . لقد تم استخدام المواد المقوية المضافة بنسبة وزنية قدرها (5% و 10% و 15%) . تم تصنيع العينات بتقنية ميتالورجيا المساحيق على شكل قرصي وبقطر قدره 11ملم وسمك قدره 5ملم . لقد تم الحصول على العينة الخضراء بتسليط ضغط قدره ( 500 ميكاباسكال ) ومن ثم تمت عملية تلبيد العينات ومن دون تسليط ضغط وباستخدام فرن انبوبي مفرغ لمدة ساعتين وتحت تأثير درجة حرارة مسلطة قدرها (500 درجة سيليزية ). تمت دراسة الخواص الفيزياوية لعينات المركبات كالكثافة النسبية والكثافة العملية والمسامية و الخواص الهيكلية وتوزيع الدقائق والتكتل والحجم الحبيبي والتوزيع التراكمي الحبيبي. لوحظ انه في في حالة المركبات التي تحتوي على المايكرو الومينا فأن الكثافة النسبية تقل مع زيادة نسبة الالومينا المضافة على العكس عنه في حالة المركبات التي تحتوي على النانو الومينا فأن الكثافة النسبية تزداد مع زيادة أضافة مادة النانو الومينا. علما بان في كلتا المركبات المايكروية والنانوية تكون الكثافة النسبية للمركب أقل من الكثافة النسبية للالمنيوم النقي . لقد لوحظ بان التكتل في المركبات يزداد بزيادة المواد المقوية المضافة وهو اكثر وضوحا في مركبات النانو. يقل الحجم الحبيبي مع زيادة كمية الالومينا المضافة في المركبات المايكروية والنانوية الناتجة على حد سواء، في حين ان معدل قطر الحجم الحبيبي لمركبات النانو هو اصغر منه في مركبات المايكرو. يتضح من خلال النتائج التي تم الحصول عليها بان التغير في الخواص الفيزيائية والهيكلية لمركبات الـ (Al-Al2O3 ) الناتجة يعتمد على كل من طور الالومينا (الحجم) وكذلك النسب الوزنية المضافة . عند النسبة الوزنية 15% من النانو الومينا تم الحصول على اعلى كثافة نسبية واقل مسامية للمركب الناتج. ER -