Mekanik öğütme yöntemi ile üretilen mikronaltı Al2O3 seramik parçacıklarının fiziksel özellikleri üzerine öğütme zamanı, öğütme hızı ve bilye toz ağırlık oranının etkisi

Bu çalışmada mekanik öğütme yöntemi ile kaba toz boyutuna sahip Al2O3 (Alüminyum Oksit) tozlarından mikronaltı ve nano toz boyutuna sahip Al2O3 tozlarının üretimi amaçlanmıştır. Aynı zamanda mekanik öğütme işlemine tabi tutulan Al2O3 tozlarının morfolojisi, parçacık boyutu, özgül yüzey alanı, görünür yoğunluğu ve mikroyapısı üzerine mekanik öğütme parametreleri olan öğütme zamanı, öğütme hızı ve bilye toz ağırlık oranının etkisi araştırılmıştır. Morfoloji incelemeleri için taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır. Al2O3 tozlarının ortalama parçacık boyutu ve özgül yüzey alanı parçacık boyutu ölçüm cihazı ile araştırılmıştır. Görünür yoğunluk değerleri hall akış metre cihazı kullanılarak ölçülmüştür. Morfoloji incelemeleri, başlangıçta köşeli morfolojiye sahip Al2O3 parçacıklarının artan öğütme hızı ile düzensiz ve küresele yakın bir morfolojiye dönüştüğünü göstermiştir. Parçacık boyutu değerleri incelendiğinde boyut azalışındaki en etkin mekanik öğütme parametresinin öğütme hızı olduğu belirlenmiştir. Elde edilen en düşük parçacık boyutu değeri 320 nm olup bu değere 300 devir/dk. 5 sa. ve 15:1 toz bilye ağırlık oranı şartlarında ulaşılmıştır. Al2O3 tozlarının 48 mikron değerindeki başlangıç boyutu ile 5 sa. kısa bir öğütme süresi sonunda elde edilen 320 nm’lik parçacık boyutu karşılaştırıldığında mekanik öğütme işleminin seramik toz öğütme işlemi üzerine etkisi açık bir şekilde ortaya konmuştur.

The effect of milling time, milling speed and ball to powder weight ratio on the physical properties of submicron Al2O3 ceramic particles fabricated by mechanical milling method

The aim of this study is the fabrication of submicron and nano Al2O3 ceramic powders from coarse Al2O3 (Alumina) ceramic powders by mechanical milling method. The effect of mechanical milling parameters such as milling time, milling speed and ball to powder weight ratio on the morphology, particle size, specific wear rate, apparent density and microstructure of milled coarse Al2O3 powders is also investigated. Scanning electron microscope is used for morphology examination. The average particle size and specific surface area are investigated by a particle sizer. The apparent density values are measured by using a hall flowmeter. Morphology examinations showed that the polygonal morphology of Al2O3 powders is changed to irregular and spherical morphology with increasing milling speed. When the particle size values investigated, it is found that the most effective parameter for particle size refinement is the milling speed. The lowest particle size of Al2O3 powders is 320 nm which is obtained with 300 rpm of milling speed, 5h of milling time and 15:1 of ball to powder weight ratio. When the initial size of the Al2O3 powders with 48 micron and 320 nm of final particle size at obtained at the 5h of milling are compared, the effect of mechanical milling on the milling process of ceramic powders is clearly demonstrated.

___

  • Nath L, Saha GC. “Synthesis and characterization of nanocrystalline Al2O3-Ni(Cr) particles using high-energy mechanical alloying process”. Surface & Coatings Technology, 318, 262-269, 2017.
  • Canakci A, Varol, T, Nazik C. “The effect of mechanical alloying on Al2O3 distribution and properties of Al2O3 particle reinforced Al-MMCs”. Science and Engineering of Composite Materials, 19(3), 227-235, 2012.
  • Han Q, Setchi R, Evans SL. “Synthesis and characterization of advanced ball-milled Al-Al2O3 nanocomposites for selective laser melting”. Powder Technology, 297, 183-192, 2016.
  • Akbari MK, Mirzaee O, Baharvandi, HR. “Fabrication and study on mechanical properties and fracture behavior of nanometric Al2O3 particle-reinforced A356 composites focusing on the parameters of vortex method”. Materials and Design, 46, 199-205, 2013.
  • Canakci A, Varol T, Ozsahin S. “Prediction of effect of volume fraction, compact pressure and milling time on properties of Al–Al2O3 MMCs using neural networks”. Metals and Materials International, 19(3), 519-526, 2013.
  • Hong SM, Park JJ, Park EK, Kim KY, Lee JG, Lee MK, Rhee CK, Lee JK. “Fabrication of titanium carbide nano-powders by a very high speed planetary ball milling with a help of process control agents”. Powder Technology, 274, 393-401, 2015.
  • Ortiz AL, Bajo FS, Candelario VM, Guiberteau F. “Comminution of B4C powders with a high-energy mill operated in air in dry or wet conditions and its effect on their spark-plasma sinterability”. Journal of the European Ceramic Society, 37(13), 3873-3884, 2017.
  • Vadeqani MA, Razavi RS, Barekat M, Borhani GH, Mishra AK. “Preparation of yttria nanopowders for use in transparent ceramics by dry ball-milling technique”. Journal of the European Ceramic Society, 37(5), 2169-2177, 2017.
  • Kutuk S. “Influence of milling parameters on particle size of ulexite material”. Powder Technology, 301, 421-428, 2016.
  • Torralba JM, Da Costa CE, Velasco F. “P/M aluminum matrix composites: an overview”. Journal of Materials Processing Technology, 133, 203-206, 2003.
  • Rahimian M, Ehsania N, Parvin N, Baharvandi HR. “The effect of particle size, sintering temperature and sintering time on the properties of Al-Al2O3 composites made by powder metallurgy”. Journal of Materials Processing Technology, 209, 5387-5393, 2009.
  • Shon IJ. “High-frequency induction sintering of B4C ceramics and its mechanical properties”. Ceramics International, 42(16), 19406-19412, 2016.
  • Nga Nguyen TT, He JL. “Preparation of titanium monoxide nanopowder by low-energy wet ball-milling”. Advanced Powder Technology, 27(4), 1868-1873, 2016.
  • Jiten C, Rawat M, Bhattacharya A, Singh KC. “(Na0.5K0.5) NbO3 nanocrystalline powders produced by high energy ball milling and corresponding ceramics”. Materials Research Bulletin, 90, 162–169, 2017.
  • Suryanarayana C. “Mechanical alloying and milling”. Progress in Materials Science, 46, 1-184, 2001.
  • Varol T, Canakci A. “Synthesis and characterization of nanocrystalline Al 2024–B4C composite powders by mechanical alloying”. Philosophical Magazine Letters, 93(6), 339-345, 2013.
  • Liang YX, Wu ZM, Fu EG, Du JL, Wang PP, Zhao YB, Qiu YH, Hu ZY. “Refinement process and mechanisms of tungsten powder by high energy ball milling”. International Journal of Refractory Metals & Hard Materials, 67, 1-8, 2017.
  • Zakeri M, Razavi M, Rahimipour MR, Abbasi BJ. “Effect of ball to powder ratio on the ZrO2 phase transformations during milling”. Physica, 444, 49-53, 2014.
  • Jung HJ, Sohn Y, Sung HG, Hyun HS, Shin WG. “Physicochemical properties of ball milled boron particles: Dry vs. wet ball milling process”. Powder Technology, 269, 548-553, 2015.
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-7009
  • Başlangıç: 1995
  • Yayıncı: PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Bütanol-Diesel yakıtı kullanılan bir sıkıştırma ateşlemeli motorda motor performansı ve egzoz emisyonlarının yapay sinir ağları ile tahmini

Samet GÜRGEN, İsmail ALTIN

Toprak kaynaklı ısı borularıyla kaldırımlardaki buzlanmanın önlenmesinin ısıl analizi

Ragıp YILDIRIM, Ahmet ÖZSOY

Mekanik öğütme yöntemi ile üretilen mikronaltı Al2O3 seramik parçacıklarının fiziksel özellikleri üzerine öğütme zamanı, öğütme hızı ve bilye toz ağırlık oranının etkisi

Temel VAROL

Yonga levha üretim süreçlerinde pres süresinin enküçüklenmesi

Aslan Deniz KARAOĞLAN, Mustafa Mert DEMİR, Mustafa Murat ÇARKACI

Bir yem işletmesi için satış tahmin yöntemlerinin karşılaştırılması: Bir vaka çalışması

Leyla DEMİR, Selahattin AKKAŞ

Tedarik zinciri risk yönetimi: Kavramsal çerçeve ve tedarik yönlü bir literatür araştırması

Hamit ERDAL

İçerisinde dairesel halkalar bulunan bir boruda nanoakışkanların pulsatif akışının ısı transferine etkisinin parametrik incelenmesi

Selma AKÇAY, Ünal AKDAĞ

AEEE tahmini ve toplama noktalarının belirlenmesi: Çankaya Belediyesi için bir uygulama

Barış KEÇECİ, Orhan DENGİZ, Berna DENGİZ, Emre SÜMER, Aybüke KILIÇ, Ece ÇEKİ, Bedia İNAN, Selda ÇİÇEK

Sağlık hizmet süreçlerinin yalın düşünce aracılığıyla geliştirilmesi

Nurcan DENİZ, Feriştah ÖZÇELİK

Yama ile tamir edilmiş pim bağlantılı kompozitlerin kırılma davranışı: Üç boyutlu sayısal yaklaşım

Yunus GÜNDÜZ, Mete Onur KAMAN