Chế tạo vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3 bằng phương pháp nghiền trộn hành tinh
Số trang: 7
Loại file: pdf
Dung lượng: 564.33 KB
Lượt xem: 10
Lượt tải: 0
Xem trước 2 trang đầu tiên của tài liệu này:
Thông tin tài liệu:
Bài báo trình bày kết quả của nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp nền Cu – cốt hạt Al2O3 phân tán bằng phương pháp nghiền trộn hành tinh. Kết quả cho thấy các hạt Al2O3 nhỏ mịn (cỡ hạt 0.30 0.39m) phân bố khá đồng đều trong nền Cu tạo nên hiệu quả hóa bền tốt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chế tạo vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3 bằng phương pháp nghiền trộn hành tinhHồ Ký ThanhTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ74(12): 9 - 13CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP Cu - Al2O3BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN TRỘN HÀNH TINHHồ Ký Thanh*Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái NguyênTÓM TẮTBài báo trình bày kết quả của nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp nền Cu – cốt hạt Al2O3 phân tánbằng phương pháp nghiền trộn hành tinh. Kết quả cho thấy các hạt Al 2O3 nhỏ mịn (cỡ hạt 0.30 0.39m) phân bố khá đồng đều trong nền Cu tạo nên hiệu quả hóa bền tốt. Sau quá trình ép – thiêukết hỗn hợp Cu, CuO (do Cu bị ôxy hóa trong quá trình nghiền) và Al 2O3, toàn bộ CuO được hoànnguyên. Sản phẩm cuối cùng là hệ vật liệu Cu – Al2O3. Độ cứng tế vi của vật liệu tổ hợp này tăngkhi hàm lượng Al 2O3 tăng, đó là kết quả của sự phân tán các hạt Al 2O3 nhỏ mịn trong nền Cu .Ngược lại, độ dẫn điện giảm so với Cu nguyên chất .ĐẶT VẤN ĐỀViệc gia cố Cu nguyên chất bằng các loại cốthạt ceramic phân tán như Al2O3, TiC, TiB2,v.v… [1–5] đã tạo ra các hệ vật liệu tổ hợpmới. Các hệ vật liệu tổ hợp nền Cu này khôngnhững vẫn giữ nguyên được các ưu điểm củaCu nguyên chất như độ dẻo dai, độ dẫn điện,dẫn nhiệt tốt, mà còn hạn chế được nhượcđiểm Cu ở nhiệt độ cao thường kém bền vàkhả năng chịu mài mòn thấp. Tùy theo thànhphần Al2O3 gia cố mà các hệ vật liệu tổ hợpCu – Al2O3 có thể được ứng dụng để chế tạobạc lót , séc măng , hoặc điện cực hàn trongcác ngành chế tạo ôtô , xe máy và đóng tàu ,hoặc để chế tạo các tiếp điểm điện, v.v…trong ngành kỹ thuật.Phương pháp nghiền trộn hành tinh là mộtphương pháp khá thông dụng trên thế giới đểchế tạo vật liệu tổ hợp với thành phần ban đầulà các loại bột. Ưu điểm của phương pháp nàyso với các phương pháp khác (ôxy hóa bêntrong, phản ứng nhiệt độ cao tự lan truyền –SHS, nghiền cơ – hóa …) là có thể khống chếchính xác thành phần pha gia cố (Al2O3).Thêm vào đó, phương pháp yêu cầu thiết bịvà quy trình công nghệ đơn giản mà vẫn đảmbảo tỷ trọng cao, cơ tính tổng hợp và độ dẫnTel: 0984 194198, Email:hokythanh@gmail.comđiện, dẫn nhiệt tốt… của vật liệu tổ hợp Cu –Al2O3.Bài báo này đề cập đến việc dùng phươngpháp nghiền trộn hành tinh để tạo ra sự phânbố đồng đều các hạt Al2O3 kích cỡ mịn (< 0.4m) trong nền Cu. Hệ vật liệu tổ hợp Cu –Al2O3 này có thể được trong lĩnh vực vật liệutiếp điểm điện, vật liệu chị u mài mòn.KỸ THUẬT THỰC NGHIỆMNguyên liệu ban đầu bao gồm: Cu dạng bột(độ sạch > 99.0%, cỡ hạt < 5 m), và bộtAl2O3 (độ sạch > 99.8%, cỡ hạt trong khoảng0.30 0.39 m). Quy trình thực nghiệm chếtạo được tiến hành như sau.Phối liệuĐể khảo sát giá trị tối ưu của vật liệu dùnglàm tiếp điểm điện hoặc điện cực (đảm bảo độdẫn điện, cơ tính), cần tăng hàm lượng Al2O3trong vật liệu tổ hợp Cu – Al2O3 với các mứckhảo sát 1.0; 2.0; 4.0% theo khối lượng [1–5]bằng cách phối trộn bột Al2O3 với bột Cunguyên chất.Nghiền trộn [4–7]Hỗn hợp vật liệu Cu + bột Al2O3 với cácthành phần khác nhau được nghiền trộn cơhọc để giảm kích thước hạt và tăng độ đồngđều. Trong quá trình nghiền cơ học, việc lựachọn được chế độ nghiền phù hợp là rất quanSố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyênhttp://www.lrc-tnu.edu.vn| 9Hồ Ký ThanhTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆtrọng. Quá trình nghiền trộn được thực hiệntrên máy nghiền hành tinh Pulverisette (Cộnghòa LB Đức) làm nguội bằng không khí ,lượng vật liệu mỗi mẻ nghiền là 50g (môitrường nghiền là cồn 900, tỉ lệ bi : bột là 20 : 1)với chế độ nghiền được lựa chọn như bảng 1.Bảng 1. Chế độ nghiền trộn.Thành phần %Al2O3 (k.lượng)1.02.04.074(12): 9 - 13Hitachi S–4800 (Nhật Bản). Tỷ trọng của mẫuthí nghiệm được đo bằng cân thủy tĩnh theonguyên lý Acsimet trên cân điện tử có độchính xác đến 10–4g. Độ dẫn điện của mẫu thínghiệm được đo theo nguyên lý so sánh. Độcứng HV được xác định bằng cách sử dụngmũi đâm kim cương với tải trọng là 1kG trênmáy Duramin Struers (Đan Mạch).Tốc độ nghiền,vg/phThời giannghiền, ph180120/150/180200120/150/180220120/150/180800180120/150/180600600200120/150/180220120/150/180400400180120/150/180200200120/150/180220120/150/180Ép - Thiêu kết tạo khối vật liệu tổ hợpCu - Al2O3Quá trình ép nguội được thực hiện trên máyép thủy lực 10T (Liên bang Nga). Khuôn éphình trụ đường kính 10mm, cao 50mm. Chàyép và khuôn ép được chế tạo bằng thép 9XCcó độ cứng sau khi tôi trên 60 65HRC.Quá trình thiêu kết được tiến hành trong lònung điện trở hình ống với nhiệt độ nung caonhất 1000oC. Chi tiết được nung trong hộpthiêu kết có kích thước 70 x 100mm trongmôi trường hoàn nguyên và bảo vệ là thanhoạt tính.Quá trình ép trước và sau thiêu kết được thựchiện 5 lần với các áp lực ép lần lượt là1tấn/cm2, 2tấn/cm2, 4tấn/cm2, 6tấn/cm2 và8tấn/cm2. Lần ép đầu tiên được thực hiện vớiáp lực ép nhỏ pép = 1tấn/cm2 nhằm tạo khối cótỉ trọng thấp, đảm bảo quá trình hoàn ngu ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chế tạo vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3 bằng phương pháp nghiền trộn hành tinhHồ Ký ThanhTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ74(12): 9 - 13CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP Cu - Al2O3BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN TRỘN HÀNH TINHHồ Ký Thanh*Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái NguyênTÓM TẮTBài báo trình bày kết quả của nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp nền Cu – cốt hạt Al2O3 phân tánbằng phương pháp nghiền trộn hành tinh. Kết quả cho thấy các hạt Al 2O3 nhỏ mịn (cỡ hạt 0.30 0.39m) phân bố khá đồng đều trong nền Cu tạo nên hiệu quả hóa bền tốt. Sau quá trình ép – thiêukết hỗn hợp Cu, CuO (do Cu bị ôxy hóa trong quá trình nghiền) và Al 2O3, toàn bộ CuO được hoànnguyên. Sản phẩm cuối cùng là hệ vật liệu Cu – Al2O3. Độ cứng tế vi của vật liệu tổ hợp này tăngkhi hàm lượng Al 2O3 tăng, đó là kết quả của sự phân tán các hạt Al 2O3 nhỏ mịn trong nền Cu .Ngược lại, độ dẫn điện giảm so với Cu nguyên chất .ĐẶT VẤN ĐỀViệc gia cố Cu nguyên chất bằng các loại cốthạt ceramic phân tán như Al2O3, TiC, TiB2,v.v… [1–5] đã tạo ra các hệ vật liệu tổ hợpmới. Các hệ vật liệu tổ hợp nền Cu này khôngnhững vẫn giữ nguyên được các ưu điểm củaCu nguyên chất như độ dẻo dai, độ dẫn điện,dẫn nhiệt tốt, mà còn hạn chế được nhượcđiểm Cu ở nhiệt độ cao thường kém bền vàkhả năng chịu mài mòn thấp. Tùy theo thànhphần Al2O3 gia cố mà các hệ vật liệu tổ hợpCu – Al2O3 có thể được ứng dụng để chế tạobạc lót , séc măng , hoặc điện cực hàn trongcác ngành chế tạo ôtô , xe máy và đóng tàu ,hoặc để chế tạo các tiếp điểm điện, v.v…trong ngành kỹ thuật.Phương pháp nghiền trộn hành tinh là mộtphương pháp khá thông dụng trên thế giới đểchế tạo vật liệu tổ hợp với thành phần ban đầulà các loại bột. Ưu điểm của phương pháp nàyso với các phương pháp khác (ôxy hóa bêntrong, phản ứng nhiệt độ cao tự lan truyền –SHS, nghiền cơ – hóa …) là có thể khống chếchính xác thành phần pha gia cố (Al2O3).Thêm vào đó, phương pháp yêu cầu thiết bịvà quy trình công nghệ đơn giản mà vẫn đảmbảo tỷ trọng cao, cơ tính tổng hợp và độ dẫnTel: 0984 194198, Email:hokythanh@gmail.comđiện, dẫn nhiệt tốt… của vật liệu tổ hợp Cu –Al2O3.Bài báo này đề cập đến việc dùng phươngpháp nghiền trộn hành tinh để tạo ra sự phânbố đồng đều các hạt Al2O3 kích cỡ mịn (< 0.4m) trong nền Cu. Hệ vật liệu tổ hợp Cu –Al2O3 này có thể được trong lĩnh vực vật liệutiếp điểm điện, vật liệu chị u mài mòn.KỸ THUẬT THỰC NGHIỆMNguyên liệu ban đầu bao gồm: Cu dạng bột(độ sạch > 99.0%, cỡ hạt < 5 m), và bộtAl2O3 (độ sạch > 99.8%, cỡ hạt trong khoảng0.30 0.39 m). Quy trình thực nghiệm chếtạo được tiến hành như sau.Phối liệuĐể khảo sát giá trị tối ưu của vật liệu dùnglàm tiếp điểm điện hoặc điện cực (đảm bảo độdẫn điện, cơ tính), cần tăng hàm lượng Al2O3trong vật liệu tổ hợp Cu – Al2O3 với các mứckhảo sát 1.0; 2.0; 4.0% theo khối lượng [1–5]bằng cách phối trộn bột Al2O3 với bột Cunguyên chất.Nghiền trộn [4–7]Hỗn hợp vật liệu Cu + bột Al2O3 với cácthành phần khác nhau được nghiền trộn cơhọc để giảm kích thước hạt và tăng độ đồngđều. Trong quá trình nghiền cơ học, việc lựachọn được chế độ nghiền phù hợp là rất quanSố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyênhttp://www.lrc-tnu.edu.vn| 9Hồ Ký ThanhTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆtrọng. Quá trình nghiền trộn được thực hiệntrên máy nghiền hành tinh Pulverisette (Cộnghòa LB Đức) làm nguội bằng không khí ,lượng vật liệu mỗi mẻ nghiền là 50g (môitrường nghiền là cồn 900, tỉ lệ bi : bột là 20 : 1)với chế độ nghiền được lựa chọn như bảng 1.Bảng 1. Chế độ nghiền trộn.Thành phần %Al2O3 (k.lượng)1.02.04.074(12): 9 - 13Hitachi S–4800 (Nhật Bản). Tỷ trọng của mẫuthí nghiệm được đo bằng cân thủy tĩnh theonguyên lý Acsimet trên cân điện tử có độchính xác đến 10–4g. Độ dẫn điện của mẫu thínghiệm được đo theo nguyên lý so sánh. Độcứng HV được xác định bằng cách sử dụngmũi đâm kim cương với tải trọng là 1kG trênmáy Duramin Struers (Đan Mạch).Tốc độ nghiền,vg/phThời giannghiền, ph180120/150/180200120/150/180220120/150/180800180120/150/180600600200120/150/180220120/150/180400400180120/150/180200200120/150/180220120/150/180Ép - Thiêu kết tạo khối vật liệu tổ hợpCu - Al2O3Quá trình ép nguội được thực hiện trên máyép thủy lực 10T (Liên bang Nga). Khuôn éphình trụ đường kính 10mm, cao 50mm. Chàyép và khuôn ép được chế tạo bằng thép 9XCcó độ cứng sau khi tôi trên 60 65HRC.Quá trình thiêu kết được tiến hành trong lònung điện trở hình ống với nhiệt độ nung caonhất 1000oC. Chi tiết được nung trong hộpthiêu kết có kích thước 70 x 100mm trongmôi trường hoàn nguyên và bảo vệ là thanhoạt tính.Quá trình ép trước và sau thiêu kết được thựchiện 5 lần với các áp lực ép lần lượt là1tấn/cm2, 2tấn/cm2, 4tấn/cm2, 6tấn/cm2 và8tấn/cm2. Lần ép đầu tiên được thực hiện vớiáp lực ép nhỏ pép = 1tấn/cm2 nhằm tạo khối cótỉ trọng thấp, đảm bảo quá trình hoàn ngu ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
Vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3 Phương pháp nghiền trộn hành tinh Vật liệu tổ hợp Máy nghiền hành tinh Pulverisette Máyép thủy lực 10TGợi ý tài liệu liên quan:
-
Vật liệu quang xúc tác nano TiO2/CuO tổng hợp bằng phản ứng pha rắn
7 trang 26 0 0 -
151 trang 17 0 0
-
Khoáng hóa metyl da cam bằng hiệu ứng fenton điện hóa sử dụng catôt composit polypyrrol/oxit
8 trang 15 0 0 -
4 trang 14 0 0
-
53 trang 13 0 0
-
Công nghệ mạ xoa với nano compozit Ni-TiO2, SiC
5 trang 13 0 0 -
74 trang 12 0 0
-
Khóa luận tốt nghiệp: Khảo sát sự phụ thuộc của hiệu ứng từ - điện vào từ trường xoay chiều
49 trang 11 0 0 -
Nghiên cứu xử lý chất nhuộm màu Direct Black 22 bằng vật liệu Mg/Al LDH- Zeolit
9 trang 11 0 0 -
Đặc tính hấp thụ vật lý và khả năng quang xúc tác của vật liệu tổ hợp ống nano TiO2 và graphene
9 trang 11 0 0