Loading...

Fabrication and Mechanical Properties of Alumina- Zirconia- CNT Nanocomposite Parts

Soltani, Roghayeh | 2010

1646 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 40330 (07)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Materials Science and Engineering
  6. Advisor(s): Faghihi Sani, Mohammad Ali; Shakhesi, Saeeid
  7. Abstract:
  8. Alumina as an engineering ceramic has special characteristics such as hardness, high abrasive, fatigue and corrosion resistance but suffers from low toughness. One effective method in improving toughness is adding second phases such as tetragonal zirconia and carbon nanotubes.
    In this research, alumina- zirconia nanopowders has been prepared by solution combustion method and carbon nanotubes was added to it by two different ways: 1) in situ synthesis of CNTs by CVD 2) dispersion of CNTs by heterocoagulation method. In the case of in situ synthesis of CNTs in AZ matrix, the synthesis temperature and flow ratio of N2/C2H2 gases was investigated and optimum conditions were 800̊C and 300/30, respectively. For the purpose of homogenous dispersion of CNTs by heterocoagulation, three different values of CNTs (1,3,5 wt%) was added to AZ nanocomposite under sonication and in adjusted value of pH=4.2. The obtained powders were formed by CIP and sintered in H2 atmosphere. To characterize the products, X- ray difractometry, SEM, TEM,FTIR and raman spectroscopy were used. The hardness and toughness of sintered bodies were measured by Vickers indentation and showed 16% improvement in toughness in the case of AZ-1Wt% CNT nanocomposite. Further increasing of CNT, decreased the toughness.
  9. Keywords:
  10. Carbon Nanotubes ; Toughness ; Zirconia Thoughed Alumina (ZTA)Nanocomposite ; Combustion Synthesis ; In-Situ Synthesis ; Heterocoagulation

 Digital Object List

 Bookmark

  • فصل اول- مروری بر منابع مطالعاتی
    • کامپوزیت آلومینا-زیرکونیا (ZTA)
    • مکانیزم های چقرمه سازی در کامپوزیت های سرامیکی
      • چقرمه سازی ناشی از استحاله فازی
      • چقرمه سازی توسط ميکروترک
      • چقرمه سازی ناشی از انحراف ترک
      • چقرمه سازی ناشی از پل زنی ترک ها
      • چقرمه سازی ناشی از بیرون زدن الیاف
    • روشهای سنتز کامپوزیت آلومینا-زیرکونیا
    • نانولولههای کربنی
      • ویژگیهای منحصر به فرد نانولولههای کربنی
      • سنتز نانولولههای کربنی
        • 1-4-2-1- رسوب شیمیایی از فاز بخار (CVD)
      • مكانيزم تشكيل و رشد نانولولههای کربنی
      • خالص‌سازي
      • عامل دار کردن نانولولههای کربنی
    • نانوکامپوزیتهای سرامیک - نانولوله کربنی
      • سنتز درجای نانولولههای کربنی در زمینه سرامیکی
      • اختلاط نانولوله های کربنی در زمینه سرامیکی
      • زینتر نانوکامپوزیت های سرامیک-نانولوله کربنی
  • فصل دوم: روش پژوهش
    • هدف پژوهش
    • مواد اوليه مصرفی
    • تهیه پودر نانوکامپوزیت AZ به روش سنتز احتراقی محلول
    • تهیه پودر نانوکامپوزیت آلومینا- زیرکونیا- نانولوله کربنی (AZ-CNT) از طریق سنتز درجای نانولوله کربنی در زمینه پودرAZF به روش CCVD
      • از آنالیز پراش اشعه X نيز براي بررسی های فازی استفاده شد.
    • تهیه نانوکامپوزیت AZ- CNT با پراکنده سازی نانولوله های کربنی درزمینه نانوکامپوزیت AZ به روش هتروکواگولاسیون
      • عامل دار كردن نانولوله هاي كربني
      • اختلاط نانولوله های كربني به روش هتروکواگولاسیون
    • شکل دهی قطعات نانوکامپوزیت آلومینا- زیرکونیا- نانولوله کربنی
    • زينترينگ و خواص قطعات زينتر شده
  • فصل سوم- نتایج و بحث
    • بررسی روند سنتز احتراقی محلول و ویژگی های نانوکامپوزیت آلومینا- زیرکونیای حاصل
    • سنتز درجای نانولوله های کربنی در زمینه پودر نانوکامپوزیت AZF
      • احياء اکسيد آهن به فرم هماتيت
      • بررسی شرایط بهینه سنتز نانولوله های کربنی
        • 3-2-2-1- بررسی اثر دبی استیلن بر رشد نانولوله های کربنی
        • 3-2-2-2- بررسی اثر دمای سنتز بر رشد نانولوله های کربنی
    • اختلاط پودر نانوکامپوزیتAZ با نانولوله کربنی به روش هتروکواگولاسیون
      • عامل دار کردن نانولوله های کربنی
  • از آنجایی که ساختار نانولوله ها قبل از عامل دار شدن از تقارن بالایی برخوردار است، دو قطبی های کمی تشکیل شده و پیک مربوط به باند در حدود-1 cm 1600 در آنها مشاهده نمی شود. اما عامل دار کردن، تقارن نانولوله ها را شکسته و تولید دوقطبی های القایی و سیگنا...
    • بررسی پراکنده سازی نانولولههای عامل دار شده در نانوکامپوزیت AZ
    • بررسی خواص قطعات زینتر شده
      • بررسی چگالش قطعات زینتر شده
      • بررسی فازی و مرفولوژی سطح نانوکامپوزیت های زینتر شده
      • سختی و چقرمگی شکست قطعات زینتر شده
    • نتیجه گیری
    • منابع و مراجع
...see more