Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Industrial materials >> bahan nano

Struktur mikro terkontrol dan sifat mekanik komposit nanokarbon berbasis Al2O3 yang dibuat dengan metode perakitan elektrostatik

Abstrak

Karya ini melaporkan pembentukan struktur mikro yang dikendalikan dari Al2 . berlapis karbon yang saling berhubungan O3 keramik menggunakan nanopartikel karbon (CNP)-alumina (Al2 O3 ) partikel komposit. Al2 O3 partikel mikro yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dengan granulasi Al2 . berukuran nano O3 nanopartikel dengan diameter rata-rata 150 nm. Kemudian, CNP-Al2 O3 komposit dibuat menggunakan metode perakitan elektrostatik menggunakan butiran Al2 O3 dan CNP. Dekorasi CNP pada permukaan butiran Al2 O3 diselidiki sebagai fungsi dari ukuran partikel primer dan persentase cakupan menggunakan jumlah CNP yang tetap. Khususnya, lapisan partikel karbon yang saling berhubungan pada antarmuka Al2 O3 yang menyerupai batas butir diperoleh. Sifat mekanik sampel yang diperoleh dengan ukuran partikel dan cakupan CNP yang berbeda pada Al2 O3 partikel juga diselidiki yang menyajikan kemungkinan untuk mengontrol sifat mekanik melalui desain mikrostruktur bahan keramik komposit.

Pengantar

Diketahui bahwa alumina (Al2 O3 ) memiliki sifat yang baik seperti kekerasan tinggi, ketahanan aus yang sangat baik, dan stabilitas kimia yang tinggi. Di sisi lain, kelemahan alumina adalah ketangguhan patah yang buruk, kekuatan yang rendah pada suhu tinggi serta ketahanan kejut termal yang buruk [1]. Ini telah mendorong penelitian intensif dalam pengembangan nanokomposit berbasis alumina pada skala mikro dan nano. Komposit keramik fungsional dengan partikel ukuran nano yang terdispersi dengan baik dalam matriks keramik dilaporkan meningkatkan tidak hanya sifat mekanik seperti kekuatan kegagalan, ketangguhan patah, kelelahan, dan ketahanan aus tetapi juga sifat listrik, magnet, termal, dan optik [2 ,3,4,5,6,7]. Untuk meningkatkan dan mengontrol sifat mekanik keramik, porositas mikrostruktur [8, 9], penggabungan pengisi aditif [10], dan profil perlakuan panas [11, 12] telah digunakan dan dilaporkan. Hal ini menunjukkan bahwa dengan mengontrol struktur mikro Al2 O3 , sifat mekanik yang diinginkan dari Al2 O3 keramik dapat diperoleh. Namun, sebagian besar pekerjaan yang dilaporkan hanya menggunakan metode sederhana Al2 O3 pencampuran bubuk sebelum sintering yang tidak cukup untuk mendapatkan kontrol yang baik pada struktur mikro dan desain Al2 O3 keramik mengakibatkan pengendalian sifat mekanik yang buruk. Dalam pembentukan nanokomposit dengan metode pencampuran konvensional, masih merupakan tantangan besar untuk mendapatkan dekorasi homogen partikel aditif berukuran nano ke partikel primer yang ditunjuk karena aglomerasi partikel aditif. Distribusi yang tidak merata yang disebabkan oleh aglomerasi kemudian akan menyebabkan efek buruk pada desain mikrostruktur serta sifat-sifat komposit keramik. Oleh karena itu, metode baru melalui perakitan bottom-up menggunakan metode adsorpsi elektrostatik digunakan dalam penelitian ini untuk menunjukkan kelayakan untuk mendapatkan kontrol dan desain mikrostruktur yang baik yang akibatnya memungkinkan sifat yang diinginkan yang dikendalikan untuk dimasukkan ke dalam Al2 O3 keramik seperti sifat optik, listrik, dan mekanik. Sebagai salah satu kemungkinan aditif untuk Al2 O3 komposit keramik, berbagai bentuk bahan karbon berukuran nano seperti serat (carbon nanotube (CNT), nanofiber) dan seperti pelat (graphene) serta partikel telah dikembangkan. Hal ini memungkinkan penerapan bahan berbasis karbon sebagai aditif untuk fabrikasi bahan yang telah dilaporkan baru-baru ini.

Dalam pengembangan komposit alumina berbasis karbon, Kumari et al. melaporkan peningkatan konduktivitas termal komposit karbon nanotube (CNT)-alumina naik dari 60 menjadi 318% dibandingkan dengan alumina murni dengan mengubah persentase berat penambahan CNT dan suhu sintering [4]. Selain itu, karena sifat tribologis yang luar biasa dari bahan komposit berbasis karbon untuk aplikasi seperti pembangkit listrik, transportasi, dan manufaktur, banyak peneliti telah memfokuskan minat mereka pada pengembangan komposit berbasis karbon [13, 14]. Keramik dengan permukaan yang diperkuat karbon telah dilaporkan menunjukkan ketahanan aus yang lebih baik dan koefisien gesekan yang berkurang. Meskipun laporan kontroversial tentang peningkatan kekuatan mekanik menggunakan karbon nanofiber (CNF) pada alumina dan zirkonia, sebagian besar penulis telah melaporkan peningkatan sifat mekanik. Sebuah studi baru-baru ini tentang CNT pada sifat mulur alumina menarik kesimpulan yang berlawanan karena dilaporkan bahwa tergantung pada jumlah penambahan CNT, kekuatan mulur dapat diperkuat atau diperlemah karena hambatan geser batas butir atau promosi batas butir. difusi atau geser, masing-masing [15]. Sementara itu, Crepo dkk. melaporkan bahwa komposit alumina yang diperkuat grafena oksida menunjukkan ketahanan mulur yang lebih baik daripada alumina yang diperkuat CNF [16]. Juga, karena sifat pelumas grafit yang sangat baik, bahan berbasis karbon adalah kandidat yang baik untuk aplikasi pelumas padat. Selama gesekan kering, komposit berbasis karbon dilaporkan menghasilkan film pelumas dari pengelupasan karbon dan penggabungannya dengan puing-puing keramik di atas area kontak yang terkena [13]. Namun, sebagian besar pekerjaan yang dilaporkan melibatkan penggunaan pencampuran tunggal baik dengan pencampuran ultrasonik suspensi atau penggilingan mekanis konvensional, dan tidak ada pekerjaan yang telah ditunjukkan pada dekorasi terkontrol bahan karbon pada keramik yang mengarah pada pembentukan struktur mikro yang dikendalikan karbon- berbasis keramik. Oleh karena itu, dalam penelitian ini, CNP-Al2 O3 komposit dibuat menggunakan rakitan adsorpsi elektrostatik yang menawarkan lebih banyak kontrol dalam perakitan dan desain kompositnya. Al2 O3 partikel mikro yang digunakan dalam pekerjaan ini diperoleh dengan menggunakan granulasi kontrol Al2 . berukuran nano O3 partikel. Kemudian, butiran Al2 O3 partikel mikro yang diperoleh digunakan untuk pembentukan karbon CNP-Al2 O3 gabungan. Kajian dilakukan secara sistematis dengan memvariasikan jumlah karbon nanosfer dari 0,3, 0,6, dan 1,0 vol% (persen volume) dan ukuran rata-rata partikel alumina yang digunakan. Sifat mekanik sampel komposit berbasis karbon kemudian dikarakterisasi dan dibandingkan dengan sampel alumina monolitik menggunakan uji tekuk dan lekukan tiga titik. Keterkaitan antara struktur mikro yang diperoleh dan sifat mekanik juga dibahas dan dijelaskan.

Metode

Nanopartikel alumina dengan diameter rata-rata 150 nm dibeli dari Taimei Kagaku Kogyo Co. dan digunakan sebagai prekursor untuk mendapatkan Al2 berbutir. O3 partikel mikro. Granulasi dilakukan dengan menggunakan spray drying campuran Al2 O3 partikel mikro dengan pengikat akrilik. Al2 O3 Partikel mikro kemudian diayak untuk mendapatkan tiga diameter rata-rata yang berbeda 37, 62, dan 98 μm yang kemudian digunakan sebagai partikel primer. CNP dengan diameter rata-rata 260 nm dibeli dari Tokai Carbon Co. dan digunakan sebagai nanopartikel aditif. Karena CNP bersifat hidrofobik dan tidak dapat terdispersi dalam media air, CNP pertama kali didispersikan dalam larutan SDC (natrium deoksikolat) dan kemudian mengalami perlakuan hidrofilisasi untuk pelapisan berikutnya. Empat puluh mililiter larutan SDC 0,1 wt% ditambahkan ke 1 g CNP dan didispersikan dengan ultrasonikasi selama 30 min. Kemudian larutan disentrifugasi dan dicuci sebanyak tiga kali menggunakan air penukar ion yang dilakukan dengan mengaduk air dengan menggunakan mixer. Setelah itu dilakukan modifikasi muatan permukaan menggunakan polikation dan polianion. Polydiallyldimethyl ammoniumchloride (PDDA) (berat molekul rata-rata 100.000 hingga 200.000, Sigma-Aldrich) dan polysodium styrenesulfonate (PSS) sebagai polianion (berat molekul rata-rata 70.000, Sigma-Aldrich) masing-masing digunakan sebagai polikation dan polianion. Setelah itu, CNP berlapis SDC kemudian dicelupkan secara bergantian ke dalam PDDA, PSS, dan PDDA untuk menginduksi muatan permukaan positif yang stabil. Setelah proses adsorpsi, sisa suspensi dikeringkan kemudian dikumpulkan. Dalam penyelidikan pertama, Al2 O3 partikel dengan diameter 62 μm digunakan dan kelayakan kontrol cakupan CNP pada Al2 O3 partikel dilakukan. Persentase volume CNP yang ditambahkan adalah 0,3, 0,6, dan 1,0 vol%. Dalam penyelidikan efek Al2 O3 ukuran, 0,6 vol% tetap dari penambahan CNP ditetapkan sementara Al2 O3 partikel dengan diameter rata-rata yang berbeda 37, 62, dan 98 μm digunakan untuk pembentukan komposit. CNP-Al2 O3 partikel komposit pertama kali ditekan secara uniaksial menggunakan cetakan dengan diameter 12 mm. Tekanan yang diterapkan adalah 300 MPa dan waktu penahanan adalah 5 min. Setelah itu, pelet yang diperoleh dimasukkan ke dalam cetakan grafit dengan serbuk h-BN untuk sintering tekan panas (Diavac Inc. Ltd.) Sintering tekan panas dilakukan dalam suasana vakum (8 × 10 −3 Pa) pada 1350 °C (laju pemanasan 10 °C/menit) selama 2 h dengan tekanan 30 MPa. Morfologi CNP-Al2 O3 komposit dan struktur mikro sinter yang diperoleh diamati menggunakan S-4800 Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM, Hitachi S-4800). Potensi zeta diukur menggunakan Otsuka Electronics Co. Ltd., ELSZ-1 dan Micro Tech Nission, ZEECOM Co. Ltd. Sedangkan untuk penentuan sifat mekanik, modulus elastisitas sampel yang diperoleh diukur menggunakan uji tekuk 3 titik. . Sampel pertama-tama dipotong menjadi lembaran uji berbentuk strip dan dimensinya disesuaikan dengan menggunakan penggiling permukaan. Dimensi benda uji yang disiapkan adalah 3 × 4 × 40 mm. Setelah itu dilakukan pemolesan menggunakan alumina 0,5 mm dan pasta intan dengan grade masing-masing 30 dan 9 μm. Uji tekuk 3 titik diukur dengan menggunakan penguji kompak tipe Instron. Pertama, stres (σ ) dihitung menggunakan Persamaan. 1 di mana, l , b , dan h adalah jarak bentang dan dimensi setiap benda uji, sedangkan P mewakili beban. Selanjutnya, hubungan antara tegangan dan regangan diplot, dan modulus elastisitas dihitung dari kemiringan kuadrat terkecil. Kecepatan crosshead diuji pada 0,02 mm/menit dan rentang pada 30 mm.

$$ \sigma =\frac{3 lP}{2 bh} $$ (1)

Sifat kekerasan sampel komposit dievaluasi lebih lanjut menggunakan lekukan. Indentor Rockwell yang digunakan terdiri dari berlian (E i = 1050 GPa, υ = 0.20) dengan jari-jari kelengkungan nominal, R = 200 tertanam di ujung kerucut dengan sudut puncak 120°. Indentor diatur dalam tester tipe Instron (Sanwa Instruments) dan didorong pada kecepatan crosshead 0,05 mm/s hingga kedalaman tetap (20 μm). Beban yang diperoleh selama lekukan diukur dengan sel beban (TCLZ-100KA, Tokyo Gakko), dan kedalaman lekukan diukur dengan pengukur perpindahan elektrostatik non-kontak (VE-222, Ono Sokki).

Hasil dan Diskusi

Gambar 1 menunjukkan potensial zeta muatan permukaan Al2 O3 partikel dan CNP setelah pelapisan PDDS dan PSS secara bergantian. Dapat diamati bahwa alumina dan CNP menunjukkan potensi zeta masing-masing + 55 dan 55 mV, setelah tiga lapis pelapisan. Potensi zeta yang dicapai setelah tiga lapis pelapisan pada CNP dan Al2 O3 partikel mikro stabil. Morfologi permukaan CNP-Al2 O3 komposit dengan penambahan CNP 0,3, 0,6, dan 1,0 vol% yang berbeda ditunjukkan pada gambar SEM pada Gambar. 2. Dari gambar SEM perbesaran yang lebih tinggi, dapat dengan jelas diamati bahwa jumlah CNP yang teradsorpsi ke permukaan Al 2 O3 partikel meningkat dengan persentase volume yang lebih tinggi dari penambahan CNP. Penting untuk dicatat bahwa CNP didistribusikan secara homogen di seluruh Al2 O3 permukaan tanpa tanda aglomerasi yang menggambarkan keunggulan metode EA untuk mendapatkan distribusi yang merata dan seragam. Ukuran partikel CNP yang diamati adalah sekitar 260 nm. Dengan memperbaiki penambahan CNP sebesar 0,6 vol% dan memvariasikan ukuran Al2 O3 partikel mikro dari 37, 62, dan 98 μm, distribusi CNP pada permukaan Al2 O3 partikel ditunjukkan pada gambar SEM pada Gambar. 3. Dari pengamatan gambar SEM, dapat dilihat bahwa diameter ukuran partikel meningkat, jumlah CNP yang teradsorpsi pada permukaan diamati meningkat. Sebagai Al2 larger yang lebih besar O3 partikel memiliki luas permukaan keseluruhan yang lebih rendah dibandingkan dengan Al2 . yang lebih kecil O3 partikel, luas permukaan kolektif yang tersedia untuk adsorpsi CNP juga lebih rendah dibandingkan dengan Al2 yang lebih kecil. O3 partikel. Oleh karena itu, dengan penambahan konstan 0,6 vol% CNP, jumlah CNP yang lebih tinggi teradsorpsi ke area permukaan keseluruhan yang lebih rendah dari Al2 yang lebih besar. O3 partikel. Akibatnya, jumlah CNP yang teradsorpsi ke Al2 O3 permukaan diamati meningkat dengan ukuran diameter Al2 O3 partikel yang menyebabkan densitas yang lebih tinggi dari adsorpsi CNP ke permukaan 98 μm Al2 O3 partikel. Di sisi lain, ketika ukuran partikel berkurang, luas permukaan keseluruhan yang tersedia dapat diakses untuk adsorpsi CNP pada Al2 O3 meningkat dan oleh karena itu, distribusi CNP yang jarang diamati karena jumlah CNP yang tidak mencukupi dalam suspensi (pada 0,6 vol% tetap). Struktur mikro sinter diperoleh menggunakan CNP-Al2 O3 komposit dan perbesaran tinggi pada antarmuka seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Dari citra SEM pada Gambar 4a, terlihat bahwa struktur mikro yang diperoleh mencerminkan bentuk CNP-Al2 yang diperoleh. O3 gabungan. Perlu dicatat bahwa batas butir saling terhubung membentuk jaringan di sepanjang batas butir. Dari pengamatan jaringan CNP yang terbentuk di sepanjang batas butir, homogenitas sebaran CNP pada permukaan Al2 O3 partikel dapat ditentukan. Hasil ini menunjukkan bahwa material komposit yang dikontrol struktur mikronya layak diperoleh dengan merancang prekursor komposit. Dari gambar SEM perbesaran yang lebih tinggi pada Gambar 4b, adanya lapisan karbon di antara antarmuka Al2 O3 batas butir dapat diamati. Hal ini menunjukkan bahwa sintering CNP di antara Al2 O3 partikel selama hot-press sintering menyebabkan pembentukan lapisan lapisan karbon yang merata di sepanjang batas butir. Penting juga untuk dicatat bahwa Al2 O3 matriks yang diperoleh padat dan tersinter dengan baik tanpa pengamatan pori-pori seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4b. Hal ini disebabkan pembentukan butiran padat Al2 O3 nanopartikel (150 nm) yang memungkinkan kemampuan sinter yang baik yang menunjukkan teknik baru dari karya ini. Modulus elastisitas CNP-Al2 O3 komposit yang diperoleh menggunakan uji tekuk 3 titik yang diplot sebagai fungsi Al2 O3 ukuran partikel dan persentase cakupan permukaan ditunjukkan pada Gambar. 5. Dari Gambar. 5a, modulus elastisitas yang ditunjukkan dari sampel yang dibuat menggunakan Al2 O3 partikel hanya sekitar 390 GPa yang konsisten dengan hasil yang dilaporkan pada polikristalin Al2 O3 yaitu antara 300 dan 400 GPa [6, 12]. Pencapaian nilai modulus elastisitas ini dikuatkan dengan pengamatan SEM dimana diperoleh struktur mikro dan pemadatan yang baik dengan menggunakan butiran Al2 O3 nanopartikel. Dalam studi Ashizuka et al. pada pengaruh porositas terhadap sifat mekanik keramik alumina, modulus elastisitas keramik tanpa porositas (0%) sedikit lebih rendah sekitar 380 GPa [17]. Adapun modulus elastisitas CNP-Al2 O3 komposit, dapat dilihat bahwa properti tersebut dapat dikontrol karena menurun secara linier dengan penambahan persen volume yang lebih tinggi dari CNP atau peningkatan pada Al2 O3 ukuran partikel. Tren serupa juga diamati dalam karya Shin et al., di mana modulus elastisitas dari graphene oxide tereduksi dan komposit CNT-alumina dinding tunggal berkurang dengan meningkatkan kandungan aditif [6]. Kedua faktor tersebut (jumlah CNP dan ukuran partikel Al2 O3 ) sangat mempengaruhi luas permukaan spesifik dan menyebabkan adsorpsi CNP yang lebih besar pada Al2 O3 permukaan partikel, ini akan menghambat sintering Al2 O3 dan kemungkinan efek slip dari lapisan karbon menghasilkan modul elastis yang lebih rendah [6]. Temuan ini konsisten dengan yang dilaporkan oleh Gopalan et al. dimana CNT digunakan dalam kompositnya menghambat pertumbuhan butir tetapi tidak berpengaruh pada geser batas butir yang mengakibatkan terjadinya superplastisitas [15]. Temuan ini menunjukkan kemungkinan untuk mengubah dan mengontrol modulus elastisitas dari Al2 O3 keramik dengan mengontrol pembentukan mikrostruktur melalui desain komposit prekursor yang digunakan dalam pembentukan CNP-Al2 O3 . Pada Gambar 5b, plot modulus elastisitas yang diperoleh sebagai fungsi dari rasio cakupan CNP pada Al2 O3 ditampilkan. Korelasi linier antara rasio cakupan CNP dan kekuatan modulus elastisitas diamati yang selanjutnya menguatkan dengan hasil yang disebutkan di atas. Oleh karena itu, dari hasil tersebut ditunjukkan bahwa sifat mekanik CNP-Al2 O3 keramik komposit dapat dikontrol melalui rasio cakupan CNP dengan mengubah jumlah penambahan CNP atau ukuran partikel Al2 primer O3 . Dalam penentuan kekerasan mikro CNP-Al2 O3 sampel komposit, perbandingan antara Al2 pure murni O3 dan CNP-Al2 O3 sampel dibuat dengan 1,0 vol% penambahan CNP dengan Al2 . yang berbeda O3 ukuran partikel 37, 62, dan 98 μm dilakukan. Hasil lekukan yang diperoleh ditunjukkan pada Gambar 6. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa sampel alumina murni menunjukkan nilai kekerasan tertinggi sedangkan kekerasan CNP-Al2 O3 sampel komposit dikurangi dengan Al2 larger yang lebih besar O3 ukuran partikel. Hal ini disebabkan luas permukaan keseluruhan yang lebih rendah dari Al2 O3 ketika ukuran partikel meningkat mengarah ke jumlah yang lebih tinggi dari CNP teradsorpsi di permukaan. Selanjutnya, jumlah CNP yang lebih tinggi pada Al2 O3 antarmuka menyebabkan pengurangan kekerasan karena penghambatan sintering yang efektif antara Al2 O3 antarmuka atau slip lapisan karbon yang terhubung terus menerus di sepanjang batas butir Al2 O3. Oleh karena itu, sangat penting untuk memiliki distribusi CNP yang terkontrol pada permukaan Al2 O3 untuk menginduksi pembentukan struktur mikro yang diinginkan yang mengarah ke sifat mekanik yang diinginkan dari CNP-Al2 O3 komposit.

Potensi zeta dari Al2 . yang dikendalikan muatan permukaan O3 dan nanopartikel karbon

Gambar SEM dari a 0,3 vol%, b 0,6 vol%, dan c 1.0 vol% CNP dilapisi Al2 O3 partikel granulasi dengan diameter rata-rata 62 μm

Gambar SEM dari 0,6 vol% CNP yang dilapisi Al2 O3 partikel granulasi dengan diameter rata-rata a 37, b 62, dan c 98 μm

a Struktur mikro 0,6 vol% CNP-Al2 O3 komposit menggunakan Al2 O3 dengan diameter rata-rata 62 μm. b Batas butir CNP-Al2 O3 gabungan. Lapisan karbon dapat diamati pada antarmuka antara Al2 O3 matriks

Modulus elastisitas CNP-Al2 O3 komposit sebagai fungsi dari a ukuran partikel matriks dan b Cakupan CNP pada Al2 O3 partikel

Kurva histeresis beban lekukan dan kedalaman penetrasi 1,0 vol% CNP-Al2 O3 komposit

Dari beban lekukan (P )-kedalaman (h ) kurva (P -h kurva) selama siklus bongkar muat, perubahan mikrostruktur dan mekanisme deformasi permukaan dapat diperoleh [18]. Persamaan kuadrat sederhana yang melibatkan beban indentasi (P ) dan kedalaman penetrasi (h ) ditunjukkan dalam Persamaan. 2 dapat digunakan untuk analisis proses pemuatan [18,19,20].

$$ P\propto {h}^2 $$ (2)

Pemuatan monolitik Al2 O3 menunjukkan korelasi dengan P -h kurva mirip dengan Persamaan kuadrat. 2 sedangkan CNP-Al2 O3 komposit dibuat menggunakan Al2 O3 partikel dengan ukuran 37 dan 62 μm menunjukkan linier dengan kurva menyimpang dari monolitik Al2 O3 kurva pembebanan, masing-masing. Hal ini menunjukkan adanya CNP di dalam mikrostruktur (pada antarmuka batas butir) yang mengakibatkan deformasi lokal di sepanjang batas butir. Adapun CNP-Al2 O3 komposit dibuat menggunakan Al2 O3 dengan ukuran partikel 98 μm, densitas CNP yang tinggi pada batas butir mengakibatkan diskontinuitas P -h kurva histeresis dan menunjukkan kekerasan terendah karena terjadinya slip batas butir atau fraktur mikro permukaan.

Kesimpulan

Dalam karya ini, formasi terkontrol yang layak dari CNP-Al2 O3 komposit dengan metode adsorpsi elektrostatik ditunjukkan. Al2 O3 partikel mikro yang digunakan diperoleh dengan granulasi Al2 berukuran nano (150 nm) O3 partikel yang memungkinkan pemadatan yang lebih baik dan kemampuan sinter. Dalam pembentukan keramik komposit, parameter yang melibatkan jumlah CNP (0,3, 0,6, 1,0 vol%) dan butiran primer Al2 O3 ukuran partikel mikro (37, 62, 92 μm) diselidiki. Hal ini ditunjukkan bahwa dengan mengontrol jumlah aditif CNP dan Al2 O3 ukuran partikel mikro, cakupan permukaan yang berbeda dapat diperoleh yang mengarah ke pembentukan struktur mikro terkontrol dengan sifat mekanik yang berbeda. Menggunakan CNP-Al2 yang homogen O3 komposit, lapisan karbon yang saling berhubungan terus menerus diperoleh di sepanjang batas butir Al2 O3 . Al2 dense yang padat dan kompak O3 matriks juga diamati karena sintering yang baik dari Al2 O3 nanopartikel. Dari hasil uji tekuk dan lekukan 3 titik, pengendalian sifat mekanik ditunjukkan dengan mengatur cakupan CNP pada Al2 O3. Perubahan modulus elastisitas baik karena penghambatan sintering efektif atau tergelincirnya lapisan karbon yang dihasilkan pada Al2 O3 antarmuka. Dari studi ini, kami telah menunjukkan kelayakan desain mikrostruktur keramik dengan antarmuka yang saling terhubung menggunakan CNP-Al2 O3 gabungan. Metode desain mikrostruktur ini akan membuka kemungkinan dan potensi yang lebih besar untuk desain material melalui perakitan bottom-up untuk menghasilkan sifat yang diinginkan untuk berbagai aplikasi.

Ketersediaan Data dan Materi

Semua data yang dihasilkan atau dianalisis selama penelitian ini disertakan dalam artikel yang diterbitkan ini (dan file informasi tambahannya).

Riwayat perubahan

Singkatan

CNP:

Nanopartikel karbon

PDDA:

Polidialildimetil amonium klorida

PSS:

Polisodium stirenasulfonat

SDC:

Natrium deoksikolat

SEM:

Pemindaian mikroskop elektron


bahan nano

  1. Sifat Komposit Resin dan Fiber dan Mengapa Mereka Menguntungkan
  2. Sifat Paramagnetik Bahan Nano Berasal Fullerene dan Komposit Polimernya:Efek Pemompaan Drastis
  3. Efek Sinergis Grafena dan MWCNT pada Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Nanokomposit Cu/Ti3SiC2/C
  4. Preparasi dan Sifat Optik Film GeBi dengan Menggunakan Metode Molecular Beam Epitoxy
  5. Sintesis Sonokimia Satu Langkah yang Mudah dan Sifat Fotokatalitik dari Komposit Titik Kuantum Grafena/Ag3PO4
  6. Material dan Sifat Optik Titik Kuantum Karbon Fluoresen yang Dibuat dari Jus Lemon melalui Reaksi Hidrotermal
  7. Pengaruh Parameter Penyesuaian pH untuk Modifikasi Sol–Gel Terhadap Struktur, Mikro, dan Sifat Magnetik Strontium Ferit Nanokristalin
  8. Supercooling Air Dikendalikan oleh Nanopartikel dan Ultrasound
  9. ZnInS/ZnS Core/Shell Nanocrystals ZnInS/ZnS Core/Shell bebas-Cd:Sintesis Terkendali Dan Properti Fotofisik
  10. Sifat Bahan Teknik:Umum, Fisik dan Mekanik