Fulltext

Preparation and Characterization of γ-Al2O3/Al Composite

تحضير ودراسة خصائص المتراكب –Al2O3/Alγ

Hanan Jamil Mustafa حنان جميل مصطفى --- Abd AL Hameed Raheem Mahdi عبد الحميد رحيم مهدي

Iraqi Journal of Science المجلة العراقية للعلوم
ISSN: 00672904/23121637 Year: 2016 Volume: 57 Issue: 3B Pages: 1959-1967
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

A cermet (ceramic-metal) composite have been prepared from alumina (γ-Al2O3) reinforced with aluminum (Al) for the concentrations of (0, 10, 20, 30, 40, & 50) wt. %Al. The cermet was formed by single axial pressing, sintered in vacuum atmosphere. Compaction behaviors were studied in solid state sintering at sintering temperatures (400, 450, & 550) °C, sintering times (2, 4, & 6) hrs., and forming pressures (5, 10, 15) MPa, also in liquid phase sintering at (800 °C). The cermet was characterized by x-ray diffraction (XRD) and by scanning electron microscope (SEM), also physical and mechanical properties have been studied. SEM results showed the Al flowing inside the ceramic body due to uniform distribution of Al particles and due to sintering temperature (800 °C) have been used. XRD results showed that there is no new phase formed between Al and Al2O3 after sintering due to there is no chemical reaction but physical reaction between them. The existence of Al enhanced the physical properties as the sintering (time & temperature) and pressure increase. Hardness values increased to 30 wt. % Al then decreased due to Al ductility. The oxide layer on the friction surfaces played important role for increasing wear rate.

تم تحضير المتراكب السيرميتي (سيراميك-معدن) من الالومينا (γ-Al2O3) المدعمة بالألمنيوم (Al) بالتراكيز (0، 10، 20، 30، 40، 50)%Al. شكل السيرمت بفعل الضغط باتجاه واحد، ولبد في جو مفرغ من الهواء. تم دراسة سلوكيات الرص بحالة التلبيد الصلب عند (400، 450، 550) م° و ( 2، 4، 6) ساعات وكذلك (5، 10، 15) ميكاباسكال، وكذلك تم دراستها عند تلبيد الطور السائل عند ( 800 م°). تم تشخيص السيرمت بواسطة حيود الاشعة السينية (XRD)، و المجهر الالكتروني (SEM)، وكذلك تم دراسة الخواص الفيزيائية والميكانيكية. اظهرت نتائج الفحص المجهري (SEM) انسياب الالمنيوم داخل الجسم السيراميكي وذلك تبعا للتوزيع المنتظم لجسيمات الالمنيوم وكذلك درجة حرارة التلبيد المستعملة ( 800 م°)، واظهرت نتائج (XRD) ان ليس هنالك تكون طور جديد بين الالمنيوم و الالومينا بعد التلبيد نسبة الى عدم حدوث تفاعل كيميائي بين المادتين فقط حدوث تفاعل فيزيائي بينهما. وجود الالمنيوم حسن الخواص الفيزيائية بزيادة كل من درجة حرارة التلبيد وزمن التلبيد و الضغط. قيم الصلادة ازدادت حتى التركيز 30%Al وبعدها تبدا القيم بالنقصان و ذلك نسبة الى مطيلية الالمنيوم. الطبقة الاوكسيدية المتكونة عند السطوح المحتكة لعبت دور مهم في زيادة معدل البلى.

Keywords

cermet --- composite --- ᵞ-alumina