MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi

Ramazan Karslıoğlu

doi:10.29130/dubited.571504

EN TR

MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi

Abstract

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) Al₂O₃tozları ve MWCNT’ler yüksek hızlı gezegensel bilyeli değirmende karıştırılmış, ardından soğuk şekillendirilmiş ve 1600^o 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.

Keywords

Nanokompozit,MWCNT,Al2O3,Kırılma tokluğu,Sinterleme

References

[1] S. Maensiri, P. Laokul, J. Klinkaewnarong, and V. Amornkitbamrung, “Carbon nanofiber-reinforced alumina nanocomposites: Fabrication and mechanical properties,” Materials Science and Engineering: A, vol. 447, no. 1–2, pp. 44–50, Feb. 2007.
[2] I. Ahmad et al., “Multi-walled carbon nanotubes reinforced Al2O3 nanocomposites: Mechanical properties and interfacial investigations,” Composites Science and Technology, vol. 70, no. 8, pp. 1199–1206, Aug. 2010.
[3] M. Michálek, M. Kašiarová, M. Michálková, and D. Galusek, “Mechanical and functional properties of Al2O3–ZrO2–MWCNTs nanocomposites,” Journal of the European Ceramic Society, vol. 34, no. 14, pp. 3329–3337, Nov. 2014.
[4] G.-D. Zhan, J. D. Kuntz, J. Wan, and A. K. Mukherjee, “Single-wall carbon nanotubes as attractive toughening agents in alumina-based nanocomposites,” Nature Materials, vol. 2, no. 1, pp. 38–42, Jan. 2003.
[5] S. C. Zhang, W. G. Fahrenholtz, G. E. Hilmas, and E. J. Yadlowsky, “Pressureless sintering of carbon nanotube–Al2O3 composites,” Journal of the European Ceramic Society, vol. 30, no. 6, pp. 1373–1380, Apr. 2010.
[6] T. Wei, Z. Fan, G. Luo, and F. Wei, “A new structure for multi-walled carbon nanotubes reinforced alumina nanocomposite with high strength and toughness,” Materials Letters, vol. 62, no. 4–5, pp. 641–644, Feb. 2008.
[7] K. T. Kashyap and R. G. Patil, “On Young’s modulus of multi-walled carbon nanotubes,” Bulletin of Materials Science, vol. 31, no. 2, pp. 185–187, Apr. 2008.
[8] A. Peigney, C. Laurent, E. Flahaut, and A. Rousset, “Carbon nanotubes in novel ceramic matrix nanocomposites,” Ceramics International, vol. 26, no. 6, pp. 677–683, Jul. 2000.
[9] E. Flahaut, A. Peigney, C. Laurent, C. Marlière, F. Chastel, and A. Rousset, “Carbon nanotube–metal–oxide nanocomposites: microstructure, electrical conductivity and mechanical properties,” Acta Materialia, vol. 48, no. 14, pp. 3803–3812, Sep. 2000.
[10] A. Peigney, C. Laurent, O. Dumortier, and A. Rousset, “Carbon Nanotubes±Fe±Alumina Nanocomposites. Part I: In¯uence of the Fe Content on the Synthesis of Powders,” p. 10.

[11] Z. Han and A. Fina, “Thermal conductivity of carbon nanotubes and their polymer nanocomposites: A review,” Progress in Polymer Science, vol. 36, no. 7, pp. 914–944, Jul. 2011.
[12] L. Shi, C. F. Sun, P. Gao, F. Zhou, and W. M. Liu, “Electrodeposition and characterization of Ni–Co–carbon nanotubes composite coatings,” Surface and Coatings Technology, vol. 200, no. 16–17, pp. 4870–4875, Apr. 2006.
[13] R. Karslioglu and H. Akbulut, “Comparison microstructure and sliding wear properties of nickel–cobalt/CNT composite coatings by DC, PC and PRC current electrodeposition,” Applied Surface Science, vol. 353, pp. 615–627, Oct. 2015.
[14] S. I. Cha, K. T. Kim, K. H. Lee, C. B. Mo, and S. H. Hong, “Strengthening and toughening of carbon nanotube reinforced alumina nanocomposite fabricated by molecular level mixing process,” Scripta Materialia, vol. 53, no. 7, pp. 793–797, Oct. 2005.
[15] S.-Y. Lee, J.-I. Kim, and S.-J. Park, “Activated carbon nanotubes/polyaniline composites as supercapacitor electrodes,” Energy, vol. 78, pp. 298–303, Dec. 2014.
[16] V. Puchy, P. Hvizdos, J. Dusza, F. Kovac, F. Inam, and M. J. Reece, “Wear resistance of Al2O3–CNT ceramic nanocomposites at room and high temperatures,” Ceramics International, vol. 39, no. 5, pp. 5821–5826, Jul. 2013.
[17] S. Maensiri, P. Laokul, J. Klinkaewnarong, and V. Amornkitbamrung, “Carbon nanofiber-reinforced alumina nanocomposites: Fabrication and mechanical properties,” Materials Science and Engineering: A, vol. 447, no. 1–2, pp. 44–50, Feb. 2007.
[18] G.-D. Zhan and A. K. Mukherjee, “Carbon Nanotube Reinforced Alumina-Based Ceramics with Novel Mechanical, Electrical, and Thermal Properties,” International Journal of Applied Ceramic Technology, vol. 1, no. 2, pp. 161–171, 2004.
[19] M. R. Gallas, Y. C. Chu, and G. J. Piermarini, “Calibration of the Raman effect in α–Al 2 O 3 ceramic for residual stress measurements,” Journal of Materials Research, vol. 10, no. 11, pp. 2817–2822, Nov. 1995.
[20] E. D. Dikio, N. D. Shooto, F. T. Thema and A. M. Farah “Raman and TGA Study of Carbon Nanotubes Synthesized Over Mo/Fe Catalyst on Aluminium Oxide, Calcium Carbonate and Magnesium Oxide Support,” Chemical Science Transactions, vol. 2, no. 4, Oct. 2013.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Ramazan Karslıoğlu ^*
0000-0001-5490-3449
Türkiye

Publication Date

July 31, 2019

Submission Date

May 29, 2019

Acceptance Date

July 2, 2019

Published in Issue

Year 2019 Volume: 7 Number: 3

DOI

https://doi.org/10.29130/dubited.571504

IZ

https://izlik.org/JA53YD79EM

APA

Karslıoğlu, R. (2019). MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi. Duzce University Journal of Science and Technology, 7(3), 1922-1930. https://doi.org/10.29130/dubited.571504

AMA

1.Karslıoğlu R. MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi. DUBİTED. 2019;7(3):1922-1930. doi:10.29130/dubited.571504

Chicago

Karslıoğlu, Ramazan. 2019. “MWCNT Oranının MWCNT Ile Güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı Ve Mekanik Özelliklerine Etkisi”. Duzce University Journal of Science and Technology 7 (3): 1922-30. https://doi.org/10.29130/dubited.571504.

EndNote

Karslıoğlu R (July 1, 2019) MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi. Duzce University Journal of Science and Technology 7 3 1922–1930.

IEEE

[1]R. Karslıoğlu, “MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi”, DUBİTED, vol. 7, no. 3, pp. 1922–1930, July 2019, doi: 10.29130/dubited.571504.

ISNAD

Karslıoğlu, Ramazan. “MWCNT Oranının MWCNT Ile Güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı Ve Mekanik Özelliklerine Etkisi”. Duzce University Journal of Science and Technology 7/3 (July 1, 2019): 1922-1930. https://doi.org/10.29130/dubited.571504.

JAMA

1.Karslıoğlu R. MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi. DUBİTED. 2019;7:1922–1930.

MLA

Karslıoğlu, Ramazan. “MWCNT Oranının MWCNT Ile Güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı Ve Mekanik Özelliklerine Etkisi”. Duzce University Journal of Science and Technology, vol. 7, no. 3, July 2019, pp. 1922-30, doi:10.29130/dubited.571504.

Vancouver

1.Ramazan Karslıoğlu. MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi. DUBİTED. 2019 Jul. 1;7(3):1922-30. doi:10.29130/dubited.571504

Cited By

Al2O3 ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

International Journal of Innovative Engineering Applications

https://doi.org/10.46460/ijiea.1227533

Effect of MWCNT Ratio on Microstructure and Mechanical Properties of MWCNT Reinforced Al2O3 Matrix Nanocomposites

Abstract

Keywords

MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi

Abstract

Keywords

References

Details

Primary Language

Subjects

Journal Section

Authors

Publication Date

Submission Date

Acceptance Date

Published in Issue

DOI

IZ

Cite

Cited By

Al2O3 ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi