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

Buçalışmada mekanik öğütme yöntemi ile kaba toz boyutuna sahip Al2O3(Alüminyum Oksit) tozlarından mikronaltı ve nano toz boyutuna sahip Al2O3tozlarının üretimi amaçlanmıştır. Aynı zamanda mekanik öğütme işlemine tabitutulan Al2O3 tozlarının morfolojisi, parçacık boyutu,özgül yüzey alanı, görünür yoğunluğu ve mikroyapısı üzerine mekanik öğütmeparametreleri olan öğütme zamanı, öğütme hızı ve bilye toz ağırlık oranınınetkisi araştırılmıştır. Morfoloji incelemeleri için taramalı elektronmikroskobu kullanılmıştır. Al2O3 tozlarının ortalamaparçacık boyutu ve özgül yüzey alanı parçacık boyutu ölçüm cihazı ilearaştırılmıştır. Görünür yoğunluk değerleri hall akış metre cihazı kullanılarakölçülmüştür. Morfoloji incelemeleri, başlangıçta köşeli morfolojiye sahip Al2O3parçacıklarının artan öğütme hızı ile düzensiz ve küresele yakın birmorfolojiye dönüştüğünü göstermiştir. Parçacık boyutu değerleri incelendiğindeboyut azalışındaki en etkin mekanik öğütme parametresinin öğütme hızı olduğubelirlenmiştir. Elde edilen en düşük parçacık boyutu değeri 320 nm olup budeğere 300 devir/dk. 5 sa. ve 15:1 toz bilye ağırlık oranı şartlarında ulaşılmıştır.Al2O3 tozlarının 48 mikron değerindeki başlangıç boyutuile 5 sa. kısa bir öğütme süresi sonunda elde edilen 320 nm’lik parçacık boyutukarşılaştırıldığında mekanik öğütme işleminin seramik toz öğütme işlemi üzerineetkisi 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

Theaim of this study is the fabrication of submicron and nano Al2O3ceramic powders from coarse Al2O3 (Alumina) ceramicpowders by mechanical milling method. The effect of mechanical millingparameters such as milling time, milling speed and ball to powder weight ratioon the morphology, particle size, specific wear rate, apparent density andmicrostructure of milled coarse Al2O3 powders is alsoinvestigated. Scanning electron microscope is used for morphology examination.The average particle size and specific surface area are investigated by aparticle sizer. The apparent density values are measured by using a hallflowmeter. Morphology examinations showed that the polygonal morphology of Al2O3powders is changed to irregular and spherical morphology with increasingmilling speed. When the particle size values investigated, it is found that themost effective parameter for particle size refinement is the milling speed. Thelowest particle size of Al2O3 powders is 320 nm which isobtained with 300 rpm of milling speed, 5h of milling time and 15:1 of ball topowder weight ratio. When the initial size of the Al2O3powders with 48 micron and 320 nm of final particle size at obtained at the 5hof milling are compared, the effect of mechanical milling on the millingprocess of ceramic powders is clearly demonstrated.

Kaynakça

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.

44373 20836

Arşiv
Sayıdaki Diğer Makaleler

Farklı malzemelere sahip hibrid kompozitlerde çatlağın mekanik davranışlara etkisinin analizi

Bekir YALÇIN, Berkay ERGENE

İçten yanmalı benzinli motorların ısınma sürecinde hava soğutmalı bir termoelektrik jeneratör geri kazanım sisteminin geri kazanım performansı üzerine karşılaştırmalı bir inceleme

Mehmet Akif KUNT

0-1 problem uzayları için kuantum tabanlı yerel arama ile güçlendirilmiş parçacık sürüsü optimizasyonu

Fehmi Burçin ÖZSOYDAN

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

Baca gazlarının ekserji analizi ve yapay sinir ağları ile modellenmesi

Ayşe BİLGEN AKSOY, Özgür SOLMAZ, Yiğit AKSOY

Öğretme-Öğrenme algoritmasını kullanarak iki yönlü karışık modelli montaj hattı dengeleme

Alper HAMZADAYI

Sağlık hizmet süreçlerinin yalın düşünce aracılığıyla geliştirilmesi

Nurcan DENİZ, Feriştah ÖZÇELİK

Toprak kaynaklı ısı borularıyla kaldırımlardaki buzlanmanın önlenmesinin ısıl analizi

Ragıp YILDIRIM, Ahmet ÖZSOY

Sıcak daldırma galvanizleme işleminin ıslah edilmiş ve edilmemiş AISI 4340 çeliğinin yorulma dayanımına etkisi

Şule Yıldız ŞİRİN

Elektrik direnç punta kaynağı ile kaynak edilmiş TWIP çeliklerinde kaynak parametrelerinin Taguchi yöntemi ile optimizasyonu

Mümin TUTAR, Hakan AYDIN, Ali BAYRAM