Published June 1, 2023 | Version v1
Publication Open

The effect of milling time on the preparation of an aluminum matrix composite reinforced with magnetic nanoparticles

Creators

  • 1. Central Metallurgical Research and Development Institute
  • 2. Cairo University
  • 3. German University in Cairo
  • 4. University of Applied Sciences Kaiserslautern

Description

Powder metallurgy methods, particularly ball milling, are up-and-coming in tuning metal matrix composite (MMC) properties. This study uses ball milling at various milling times to create an aluminum matrix composite (AMC) reinforced with magnetite nanoparticles. The milling time was optimized to create an AMC with favorable mechanical and magnetic properties, and its effect on magnetism, microstructure, and hardness was studied. The AMC displayed the highest magnetic saturation of 11.04 emu/g after 8 h of milling. After compaction and sintering, characterization of the final composite material using Energy Disperse Spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) showed the presence of Al2O3 and Fe3Al phases leading to enhanced mechanical properties in terms of Vickers hardness that reached a value of 81 Hv corresponding to an increase of 270% compared to unreinforced aluminum.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

طرق تعدين المسحوق، وخاصة طحن الكرة، صاعدة وقادمة في خصائص مركب المصفوفة المعدنية الموالفة (MMC). تستخدم هذه الدراسة طحن الكرات في أوقات طحن مختلفة لإنشاء مركب مصفوفة ألومنيوم (AMC) معززة بجسيمات نانوية من المغنيتيت. تم تحسين وقت الطحن لإنشاء AMC بخصائص ميكانيكية ومغناطيسية مواتية، وتمت دراسة تأثيره على المغناطيسية والبنية المجهرية والصلابة. عرض AMC أعلى تشبع مغناطيسي قدره 11.04 emu/g بعد 8 ساعات من الطحن. بعد الضغط والتلبيد، أظهر توصيف المادة المركبة النهائية باستخدام التحليل الطيفي لتشتت الطاقة وانحراف الأشعة السينية (XRD) وجود مراحل Al2O3 و Fe3Al مما أدى إلى خصائص ميكانيكية محسنة من حيث صلابة فيكرز التي وصلت إلى قيمة 81 هرتز المقابلة بزيادة قدرها 270 ٪ مقارنة بالألمنيوم غير المقوى.

Translated Description (French)

Les méthodes de métallurgie des poudres, en particulier le broyage à boulets, sont en plein essor dans le réglage des propriétés des composites à matrice métallique (MMC). Cette étude utilise le broyage à billes à différents temps de broyage pour créer un composite à matrice d'aluminium (AMC) renforcé de nanoparticules de magnétite. Le temps de broyage a été optimisé pour créer un AMC avec des propriétés mécaniques et magnétiques favorables, et son effet sur le magnétisme, la microstructure et la dureté a été étudié. L'AMC a affiché la saturation magnétique la plus élevée de 11,04 emu/g après 8 h de broyage. Après compactage et frittage, la caractérisation du matériau composite final par spectroscopie de dispersion d'énergie et diffraction des rayons X (DRX) a montré la présence de phases Al2O3 et Fe3Al conduisant à des propriétés mécaniques améliorées en termes de dureté Vickers qui ont atteint une valeur de 81 Hv correspondant à une augmentation de 270% par rapport à l'aluminium non renforcé.

Translated Description (Spanish)

Los métodos de pulvimetalurgia, particularmente el molino de bolas, son prometedores en cuanto a las propiedades del compuesto de matriz metálica (MMC) de ajuste. Este estudio utiliza molienda de bolas en varios tiempos de molienda para crear un compuesto de matriz de aluminio (AMC) reforzado con nanopartículas de magnetita. El tiempo de molienda se optimizó para crear un AMC con propiedades mecánicas y magnéticas favorables, y se estudió su efecto sobre el magnetismo, la microestructura y la dureza. El AMC mostró la saturación magnética más alta de 11.04 emu/g después de 8 h de molienda. Después de la compactación y sinterización, la caracterización del material compuesto final utilizando espectroscopía de dispersión de energía y difracción de rayos X (XRD) mostró la presencia de fases de Al2O3 y Fe3Al que conducen a propiedades mecánicas mejoradas en términos de dureza Vickers que alcanzó un valor de 81 Hv correspondiente a un aumento del 270% en comparación con el aluminio no reforzado.

Files

pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:ad688095a2a44515864ef298511804fe
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير وقت الطحن على تحضير مركب مصفوفة ألومنيوم معززة بجسيمات نانوية مغناطيسية
Translated title (French)
L'effet du temps de broyage sur la préparation d'un composite à matrice d'aluminium renforcé de nanoparticules magnétiques
Translated title (Spanish)
El efecto del tiempo de molienda en la preparación de un compuesto de matriz de aluminio reforzado con nanopartículas magnéticas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4379057110
DOI
10.1016/j.heliyon.2023.e16887

Is supplement to
https://openalex.org/W3205547254 (Other)
https://openalex.org/W3169552818 (Other)
https://openalex.org/W2379855728 (Other)
https://openalex.org/W2356453644 (Other)
https://openalex.org/W2348228606 (Other)
https://openalex.org/W2088902312 (Other)
https://openalex.org/W2063311521 (Other)
https://openalex.org/W2030568496 (Other)
https://openalex.org/W2004165263 (Other)
https://openalex.org/W1013401597 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1995426336
  • https://openalex.org/W1996615543
  • https://openalex.org/W2007793312
  • https://openalex.org/W2010605527
  • https://openalex.org/W2017165693
  • https://openalex.org/W2042294963
  • https://openalex.org/W2090829032
  • https://openalex.org/W2109520483
  • https://openalex.org/W2317682911
  • https://openalex.org/W2612686989
  • https://openalex.org/W2737402556
  • https://openalex.org/W2744613316
  • https://openalex.org/W2910910115
  • https://openalex.org/W2997908650
  • https://openalex.org/W3000307761
  • https://openalex.org/W3048825587
  • https://openalex.org/W3085525410
  • https://openalex.org/W3092114448
  • https://openalex.org/W4281750246
  • https://openalex.org/W4294190069
  • https://openalex.org/W791833665