Tổng quan về vật liệu compozit nền kim loại cốt hạt kích thước nanomet; tổng hợp oxit kim loại Al2O3; kỹ thuật thực nghiệm tổng hợp vật liệu compozit nền Cu cốt hạt Al2O3 kích thước nanomet; kết quả và thảo luận.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOZIT NỀN ĐỒNG CỐT HẠT Al O KÍCH THƯỚC NANOMET BẰNG PHƯƠNG PHÁP LUYỆN KIM BỘT BÙI THỊ NHUNG buithinhung@sis.hust.edu.vn Người hướng dẫn : T.S Lê Minh Hải Viện : Khoa học kỹ thuật vật liệu Hà Nội 05/2020 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOZIT NỀN KIM LOẠI CỐT HẠT KÍCH THƯỚC NANOMET 10 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 10 1.2 CÁC CƠ CHẾ HÓA BỀN CỦA VẬT LIỆU COMPOZIT 11 1.2.1Cơ chế truyền tải 11 1.2.2Cơ chế Hall-Petch 11 1.2.3Cơ chế Orowan 12 1.2.4Cơ chế chênh lệch hệ số giãn nở nhiệt mô đun đàn hồi 12 1.2.5Phương trình hóa bền tổng quát 13 1.3 CÁC LOẠI COMPOZIT NỀN KIM LOẠI CỐT HẠT NANOMET THÔNG DỤNG 14 1.4 ỨNG DỤNG CỦA COMPOZIT NỀN KIM LOẠI CỐT HẠT NANOMET15 1.5 PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO COMPOZIT NỀN KIM LOẠI CỐT HẠT KÍCH THƯỚC NANOMET 16 1.5.1Các phương pháp pha lỏng 16 1.5.2Phương pháp bán lỏng 19 1.5.3Phương pháp pha rắn 20 1.6 VẬT LIỆU COMPOZIT NỀ Cu CỐT HẠT KÍCH THƯỚC NANOMET 23 CHƯƠNG II: TỔNG HỢP OXIT KIM LOẠI Al O 26 2.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY 26 2.2PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY TỪ DUNG DỊCH (SOLUTION COMBUSTION SYNTHESIS, SCS) 27 2.3TỔNG HỢP Al O BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY 28 2.4CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY GIỮA NHÔM NITRAT Al(NO ) VÀ URE CH N O 29 2.5NHIỆT ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH ĐỐT CHÁY 31 2.6 VAI TRÒ CỦA NHIÊN LIỆU TRONG PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY 32 2.7 QUY TRÌNH TỔNG HỢP ƠXIT KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY 35 2.8 TỔNG HỢP BỘT ƠXIT KIM LOẠI KÍCH THƯỚC NANO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY 37 2.9 TỔNG HỢP BỘT KÍCH THƯỚC NANOMET BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY 38 2.9.1Tính chất ứng dụng bột Al O kích thước nanomet 38 2.9.2Tổng hợp bột α-Al O phương pháp đốt cháy 40 2.9.3Tổng hợp bột liên oxit aluminat MAl O phương pháp đốt cháy 43 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOZIT NỀN Cu CỐT HẠT Al O KÍCH THƯỚC NANOMET 47 3.1 NGUYÊN LIỆU BAN ĐẦU 47 3.2 QUY TRÌNH CHẾ TẠO 48 3.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VẬT LIỆU 49 3.3.1 Xác định thành phần pha tổ chức tế vi 49 3.3.2Độ cứng Vickers 49 3.3.3 Độ dẫn điện 49 3.3.4 Khả chống mài mòn 50 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 4.1 TỔNG HỢP IN-SITU NANOCOMPOZIT Cu-Al O BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY 51 4.1.1 Xác định thành phần pha 51 4.1.2 Hình thái bột 53 4.2 CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT NỀN Cu CỐT HẠT Al O BẰNG PHƯƠNG PHÁP THIÊU KẾT XUNG ĐIỆN PLASMA 55 4.3 SO SÁNH TÍNH CỦA CHẤT VẬT LIỆU IN-SITU VÀ EX-SITU NANOCOMPOZIT Cu-Al O 57 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Tài liệu tham khảo 61 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH I BẢNG BIỂU Bảng 1: Nhiên liệu để tạo phản ứng đốt cháy tổng hợp oxit kim loại 32 Bảng 2: Ứng dụng nhôm oxit với độ khác 39 Bảng 3: Thành phần hỗn hợp oxy hóa khử sử dụng loại nhiên liệu khác tính chất bột α-Al O tương ứng 42 Bảng 4: Tỉ trọng mẫu khối, điện trở suất, độ cứng độ hụt khối mẫu compozit Cu-Al O in-situ ex-situ…………………………………………… 58 II HÌNH ẢNH Hình 1: Đồ thị ảnh hưởng kích thước hạt cốt đến giá trị tăng bền chế hóa bền độ bền vật liệu compozit Al-20%Al O 14 Hình 2: Hệ thống thí nghiệm chế tạo vật liệu compozit cốt hạt phân tán sử dụng rung siêu âm cường độ cao [24] 17 Hình 3: Ảnh hiển vi điện tử quét bột Al (a) ban đầu, (b) sau 3h (c) sau 5h nghiền 22 Hình 4: Thành phần sản phẩm phản ứng đốt cháy 26 Hình 5: Sản phẩm Al O nhận sau phản ứng đốt cháy 29 Hình 6: Cơ chế phản ứng đốt cháy nhôm nitrat ure 30 Hình 7: Qui trình tổng hợp oxit kim loại phương pháp đốt cháy 37 Hình 8: Cấu trúc tinh thể nhơm oxit α-Al O 40 Hình 9: Phỗ nhiễu xạ XRD ảnh hiển vi điện tử quét bột α-Al O thu từ phản ứng đốt cháy sử dụng ure làm nhiên liệu 42 Hình 10: Ảnh hiển vi điện tử quét (a) α-Al O (b) Yttria-Al O thiêu kết 1500oC, (c) α-Al O , (d) Yttria-Al O thiêu kết 1600oC 43 Hình 11: Cấu trúc tinh thể liên oxit aluminat MAl O 44 Hình 12: SrAl O tổng hợp phương pháp đốt cháy 45 Hình 13: Sơ đồ quy trình chế tạo Cu-Al O phương pháp luyện kim bột 48 Hình 14 Phổ nhiễu xạ tia X (a) bột nhận sau đốt cháy, (b) sau xử lý nhiệt 1100oC 2h (c) sau hoàn nguyên CO 1000oC 3h 52 Hình 15 Ảnh hiển vi điện tử quét hỗn hợp bột nhận sau trình đốt cháy muối nitrat độ phóng đại khác 53 Hình 16 Ảnh hiển vi điện tử quét hỗn hợp bột nhận sau nung mơi trường khơng khí 1100O C 2h (a) chụp chế độ điện tử thứ cấp, (b) chụp chế độ tán xạ ngược (c), (d) phổ tán sắc lượng tia X vùng A, B tương ứng 54 Hình 17 Ảnh hiển vi điện tử quét hỗn hợp bột nhận sau hoàn nguyên CO 3h (a) chụp chế độ điện tử thứ cấp, (b) chụp chế độ tán xạ ngược (c), (d) phổ tán sắc lượng tia X vùng A, B tương ứng 55 Hình 18 Phổ nhiễu xạ tia X mẫu khối Cu-30% Al2O3 nhận sau trình thiêu kết SPS nhiệt độ 830oC 10 phút, áp lực ép 80 Mpa 56 Hình 19 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) chụp bề mặt mẫu sau thiêu kết chế độ điện tử thứ cấp (a) tán xạ ngược (b), (c), (d) phổ tán sắc lượng tia X vùng sáng tối tương ứng 57 Hình 20 (a) phổ nhiễu xạ tia X (b) ảnh hiển vi điện tử quét bột nhận sau trình đốt cháy 58 Hình 21 Ảnh SEM mẫu compozit Cu-30% Al O (a) ex-situ (b) in-situ 59 LỜI CẢM ƠN Đề tài “Tổng hợp vật liệu nanocompozit đồng cốt hạt Al O kích thước nanomet phương pháp luyện kim bột” nội dung chọn để nghiên cứu làm luận văn tốt nghiệp, sau hai năm theo học chương trình cao học chuyên ngành khoa học kỹ thuật vật liệu – vật liệu kim loại trường Đại học Bách khoa Hà Nội Để hoàn thành q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn tốt nghiệp em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến, bảo nhiệt tình nhiều thầy cô Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô giáo trường Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn, thầy cô giáo Bộ môn Vật liệu Kim loại màu Compozit truyền dạy cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng, tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập; thầy, giáo phịng thí nghiệm Luyện kim Bột trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện, thời gian để em hồn thành tốt luận văn Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Lê Minh Hải, thầy giáo tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm; tạo điều kiện thuận lợi suốt q trình để em hồn thành luận văn Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, đồng nghiệp người tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập , nghiên cứu hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2020 Học viên Bùi Thị Nhung LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển khoa học cơng nghệ nói chung, khoa học cơng nghệ vật liệu có phát triển mạnh mẽ Bởi lẽ, vật liệu yếu tố thiết yếu định phát triển công nghiệp quốc gia Trong lĩnh vực công nghệ vật liệu, bên cạnh công nghệ truyền thống cần phải phát triển công nghệ nhằm chế tạo vật liệu có tính chất đặc biệt, có khả đảm bảo tính ổn định cho thiết bị máy móc đại làm việc điều kiện khắc nghiệt Như quy luật tất yếu, nhiều loại vật liệu đời Vật liệu tổng hợp (compozit) đời xu hướng phát triển ngày có vị trí xứng đáng nhiều lĩnh vực cơng nghiệp kinh tế quốc dân quốc phòng hàng khơng - vũ trụ, điện ngun tử, đóng tàu, chế tạo máy, xây dựng … Vật liệu compozit kết hợp nhiều tính chất ưu việt loại vật liệu khác tạo tính chất hồn tồn có khả thỏa mãn nhu cầu, đa dạng phong phú công nghiệp phát triển tương lai với tính đặc biệt như: vật liệu độ bền cao, vật liệu chịu mài mòn, vật liệu làm việc điều kiện áp suất nhiệt độ cao số tính khác mà vật liệu truyền thống khơng có Vì vậy, vật liệu compozit ngày thu hút quan tâm nhà nghiên cứu, nhà sản xuất ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực kinh tế quốc dân Ở nước ta, việc nghiên cứu vật liệu tổng hợp nói chung, đặc biệt vật liệu tổng hợp kim loại nói riêng cịn hạn chế bắt đầu vài năm gần Việc nghiên cứu vật liệu tổng hợp kim loại, phát triển theo hai hướng chính, là: nghiên cứu phương pháp chế tạo vật liệu nghiên cứu phương pháp cơng nghệ tạo hình chi tiết, sản phẩm từ vật liệu tổng hợp kim loại Có thể nói, lĩnh vực nghiên cứu vật liệu tiềm năng, đầy triển vọng Với tiềm to lớn vật liệu tổ hợp kim loại Tác giả lựa chọn đề tài “Tổng hợp vật liệu nanocompozit Cu cốt hạt Al O kích thước nanomet phương pháp luyện kim bột” để nghiên cứu Đây đề tài mang tính ứng dụng cao thực tế mẻ lĩnh vực nghiên cứu vật liệu Việc nghiên cứu đề tài này, mở triển vọng lớn nghiên cứu loại vật liệu compozit sở Cu nói chung vật liệu compozit Cu-Al O nói riêng, có khả ứng dụng thực tế lĩnh vực vật liệu điện cực, vật liệu chịu mài mòn, vật liệu dụng cụ cắt… CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOZIT NỀN KIM LOẠI CỐT HẠT KÍCH THƯỚC NANOMET 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Vật liệu compozit kim loại cốt hạt kích thước nanomet nghiên cứu tổng hợp rộng rãi giới năm gần để ứng dụng làm loại vật liệu kết cấu chức đặc biệt Việc giảm kích thước hạt cốt xuống kích thước nanomet làm tăng mạnh tương tác hạt độ lệch tạo chế hóa bền Do vậy, độ bền vật liệu compozit kim loại cốt hạt kích thước nanomet cải thiện đáng kể so với loại vật liệu compozit kim loại thông thường [1-4] Vấn đề quan trọng cần phải lưu ý việc chế tạo compozit kim loại cốt hạt kích thước nanomet khả thấm ướt hạt ceramic kích thước nanomet với kim loại nóng chảy Do vậy, chế tạo vật liệu phương pháp đúc thơng thường Bên cạnh đó, hạt cốt kích thước nhỏ mịn thường có xu hướng tích tụ lại với tạo thành khối kích thước lớn Hiện tượng ngăn cản hạt cốt phân bố đồng kim loại để đạt hiệu hóa bền tối đa Do vậy, số phương pháp đề xuất để giải vấn đề Các phương pháp chế tạo vật liệu compozit thường chia thành nhóm: exsitu in-situ Đối với phương pháp ex-situ, hạt cốt ceramic kích thước nanomet trộn với kim loại lỏng bột kim loại Các phương pháp insitu phương pháp mà hạt cốt tự sinh trình chế tạo Các phương pháp sử dụng để kiểm tra cấu trúc đặc tính vật liệu compozit kim loại cốt hạt kích thước nanomet tương tự loại vật liệu compozit kim loại thơng thường địi hỏi thiết bị kiểm tra có độ phân giải độ phóng đại cao, đặc biệt kiểm tra cấu trúc thành phần hóa học vật liệu cốt 10 Cu Al2O3 Cu Al2O3 Cu Hình 21 Ảnh SEM mẫu compozit Cu-30% Al2O3 (a) ex-situ (b) in-situ Bảng 4: Tỉ trọng mẫu khối, điện trở suất, độ cứng độ hụt khối mẫu compozit Cu-Al O in-situ ex-situ Giá trị Compozit ex-situ Compozit in-situ Tỉ trọng (g/cm3) 6,70 7,08 Điện trở suất (Ωm) 3,45×10-8 1,75×10-8 Độ cứng (MPa) 625 930 Độ hụt khối (%) 0,0049 0,0012 Bảng trình bày số liệu tỉ trọng thực mẫu khối, điện trở suất, độ cứng độ hụt khối mẫu khối Cu-Al O in-situ ex-situ chế độ thiêu kết xung SPS nhiệt độ 830oC 10 phút áp lực ép 80 MPa Tỉ trọng mẫu compozit in-situ (7,08 g/cm3; 99,05% tỷ trọng lý thuyết) cao đáng kể so với mẫu ex-situ (6,70 g/cm3; 93,72% tỷ trọng lý thuyết) Tỷ trọng cao dẫn đến độ cứng khả dẫn điện mẫu compozit in-situ tốt so với mẫu ex-situ Khả chống mài mòn mẫu xác định độ hụt khối sau q trình mài mịn Độ hụt khối mẫu compozit in-situ 0,0012% nhỏ so với mẫu ex-situ 0,0049% Dựa vào số liệu độ cứng độ hụt khối, thấy mẫu compozit in-situ sở hữu tính chất lý vượt trội so với mẫu ex-situ 59 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN Vật liệu compozit Cu gia cường cốt hạt Al O tự sinh (in-situ) kích thước nanomet phương pháp đốt cháy từ muối nitrat kim loại Al(NO ) and Cu(NO ) kết hợp hoàn nguyên CO nhiệt độ cao thiêu kết xung plasma Kết nhận cho thấy trình đốt cháy muối nitrat tạo thành hỗn hợp bột CuO/CuAl O hỗn hợp bột chuyển biến thành CuO/CuAlO sau xử lý nhiệt 1100oC 2h thành Cu/Al O sau hồn ngun khí CO 1000oC Ảnh chụp hiển vi điện tử quét phổ tán sắc tia X tương ứng chứng minh việc hình thành hạt cốt Al O phân bố đồng liên kết tốt với Cu Kích thước hạt trung bình hạt cốt Al O ∼40 nm Mẫu khối compozit chế tạo phương pháp thiêu kết xung dòng điện SPS có tỷ trọng thực 7,08 g/cm3 (∼ 99% tỷ trọng lý thuyết), điện trở suất 1.75×10-8 Ωm, độ cứng 930 MPa độ hụt khối thấp 0,0012 % Các kết tốt đáng kể so với mẫu compozit chế tạo phương pháp ex-situ từ bột Cu hạt Al O kích thước nanomet với thành phần chế độ thiêu kết 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo Zhang, Z.; Chen, D.L Contribution of Orowan strengthening effect in particulate-reinforced metal matrix nanocomposites Mat Sci Eng A 2008, 483–484, 148–152 Zhang, Z.; Chen, D.L Consideration of Orowan strengthening effect in particulate-reinforced metal matrix nanocomposites: A model for predicting their yield strength Scripta Mater 2006, 54, 1321–1326 Sanaty-Zadeh, A Comparison between current models for the strength of particulate-reinforced metal matrix nanocomposites with emphasis on consideration of Hall–Petch effect Mat Sci Eng A 2012, 531, 112–118 Luo, P.; McDonald, D.T.; Xu, W.; Palanisamy, S.; Dargusch, M.S.; Xia, K A modified Hall–Petch relationship in ultrafine-grained titanium recycled from chips by equal channel angular pressing Scripta Mater 2012, 66, 785–788 Uddin, S.M.; Mahmud, T.; Wolf, C.; Glanz, C.; Kolaric, I.; Volkmer, C.; Höller, H.; Wienecke, U.; Roth, S.; Fecht, H Effect of size and shape of metal particles to improve hardness and electrical properties of carbon nanotube reinforced copper and copper alloy composites Comp Sci Technol 2010, 70, 2253–2257 Bakshi, S.R.; Lahiri, D.; Agarwal, A Carbon nanotube reinforced metal composites-a review Int Mater Rev 2010, 55, 42–64 Trojanova, Z.; Lukac, P.; Ferkel, H.; Riehemann, W Internal friction in microcrystalline and nanocrystalline Mg Mat Sci Eng A 2004, 370, 154–157 Deng, C.F.; Wang, D.Z.; Zhang, X.X.; Ma, Y.X Damping characteristics of carbon nanotube reinforced aluminum composite Mater Lett 2007, 61, 3229– 3231 61 Shehata, F.; Fathy, A.; Abdelhameed, M.; Mustafa, S.F Preparation and properties of Al2O3 nanoparticle reinforced copper matrix composites by in situ processing Mater Design 2009, 30, 2756–2762 10 Ferkel, H.; Mordike, B.L Magnesium strengthened by SiC nanoparticles Mat Sci Eng A 2001, 298, 193–199 11 Nardone, V.C.; Prewo, K.M On the strength of discontinuous silicon carbide reinforced aluminum composites Scripta Metal 1986, 20, 43–48 12 Hull, D.; Bacon, D.J Introduction to Dislocations, 4th ed.; Butterworth Einemann: Oxford, UK, 2001 13 Smallman, R.E.; Ngan, A.H.W Physical Metallurgy and Advanced Materials, 7th ed.; Butterworth Einemann: Oxford, UK, 2007 14 Hull, D.; Clyne, T.W An Introduction to Composite Materials, 2th ed.; Cambridge University Press: Cambridge, UK, 1996 15 Casati, R.; Amadio, M.; Biffi, C.A.; Dellasega, D.; Tuissi, A.; Vedani, M Al/Al2O3 nano-composite produced by ECAP Mater Sci Forum 2013, 762, 457–464 16 Xu, C.; Xia, K.; Langdon, T.G The role of back pressure in the processing of pure aluminum by equal-channel angular pressing Acta Mater 2007, 55, 2351– 2360 17 Wu, X.; Xia, K Back pressure equal channel angular consolidation— Application in producing aluminum matrix composites with fine flyash particles J Mater Proc Tech 2007, 192–193, 355–359 18 Goussous, S.; Xu, W.; Wu, X.; Xia, K Al-C nanocomposites consolidated by back pressure equal channel angular pressing Comp Sci Tech 2009, 69, 1997–2001 62 19 Xu, W.; Wu, X.; Honma, T.; Ringer, S.P.; Xia, K Nanostructured Al–Al2O3 composite formed in situ during consolidation of ultrafine Al particles by back pressure equal channel angular pressing Acta Mater 2009, 57, 4321–4330 20 Li, Y.; Zhao, Y.H.; Ortalan, V.; Liu, W.; Zhang, Z.H.; Vogt, R.G.; Browning, N.D.; Lavernia, E.J.; Schoenung, J.M Investigation of aluminum-based nanocomposites with ultra-high strength Mat Sci.Eng A 2009, 527, 305–316 21 Goussous, S.; Xu, W.; Xia, K Developing aluminum nanocomposites via severe plastic deformation J Phys Conf Ser 2010, 240, 012106 22 Kubota, M.; Wu, X.; Xu, W.; Xia, K Mechanical properties of bulk aluminium consolidated from mechanically milled particles by back pressure equal channel angular pressing Mat Sci.Eng A 2010, 527, 6533–6536 23 Tjong, S.C Novel nanoparticle-reinforced metal matrix composites with enhanced mechanical properties Adv Eng Mat 2007, 9, 639–652 24 Li, X.; Yang, Y.; Cheng, X Ultrasonic-assisted fabrication of metal matrix composites J Mater Sci 2004, 39, 3211–3212 25 Mao, S.X.; McMinn, N.A.; Wu, N.Q Processing and mechanical behavior of TiAl/NiAl intermetallic composites produced by cryogenic emchnical alloying Mat Sci.Eng A 2003, A363, 275–289 26 Mahboob, H.; Sajjadi, S.A.; Zebarjad, S.M Syntesis of Al-Al2O3 Nanocomposite by Mechanical Alloying and Evaluation of the Effect of Ball Milling Time on the Microstructure and Mechanical Properties In Proceedings of International Conference on MEMS and Nanotechnology (ICMN ‘08), Kuala Lumpur, Malaysia, 13–15th May, 2008; pp 240–245 27 Gupta, M.; Lai, M.O.; Soo, C.Y Effect of type of processing on the microstructural features and mechanical properties of Al–Cu/SiC metal matrix composites Mater Sci Eng A 1996, 210, 114–122 63 28 Lu, L.; Lai, M.O.; Su, Y.; Teo, H.L.; Feng, C.F In situ TiB2 reinforced Al alloy composites Scripta Mater 2001, 45, 1017–1023 29 Gupta, M.; Lai, M.O.; Boon, M.S.; Herng, N.S Regarding the SiC particolates size associated microstructural characteristics on the aging behavior of Al-4.5 Cu metallic matrix Mater Res Bull 1998, 33, 199–209 30 Esawi, A.M.K.; Morsi, K.; Sayed, A.; Abdel Gawad, A.; Borah, P Fabrication and properties of dispersed carbon nanotube-aluminum composites Mater Sci Eng A 2009, 508, 167–173 31 Deng, C.F.; Wang, D.Z.; Zhang, X.X.; Li, A.B Processing and properties of carbon nanotubes reinforced aluminum composites Mater Sci Eng A 2007, 444, 138–145 32 Derakhshandeh Haghighi, R.; Jenabali Jahromi, S.A.; Moresedgh, A.; Tabandeh Khorshid, M A comparison between ECAP and conventional extrusion for consolidation of aluminum metal matrix composite J Mater Eng Perform 2012, 21, 1885–1892 33 Carreño-Gallardo, C.; Estrada-Guel, I.; Romero-Romo, M.; Cruz-García, R.; López-Meléndez, C.; Martínez-Sánchez, R Characterization of Al2O3NP– Al2024 and AgCNP–Al2024 composites prepared by mechanical processing in a high energy ball mill J Alloys Comp 2012, 536, S26–S30 34 Tavoosi, M.; Karimzadeh, F.; Enayati, M.H Fabrication of Al–Zn/α-Al2O3 nanocomposite by mechanical alloying Mater Lett 2008, 62, 282–285 35 Kollo, L.; Leparoux, M.; Bradbury, C.R.; Jäggi, C.; Carro-Morelli, E.; Rodríguez-Arbaizar, M Investigation of planetary milling for nano-silicon carbide reinforced aluminium metal matrix composites J Alloys Comp 2010, 489, 394–400 36 Lu, L.; Lai, M.O.; Yeo, J.L In situ synthesis of TiC composite for structural application Comp Struct 1999, 47, 613–618 64 37 Derakhshandeh, R.; Jenabali Jahromi, H.A An investigation on the capability of equal channel angular pressing for consolidation of aluminum and aluminum composite powder Mater Design 2011, 32, 3377–3388 38 De Cicco, M.; Turng, L.; Li, X.; Perepezko, J.H Nucleation catalysis in Aluminum alloy A356 using nanoscale inoculants Metal Mater Trans A 2011, 42, 2323 39 De Cicco, M.; Turng, L.; Li, X.; Perepezko, J.H Production of semi-solid slurry through heterogeneous nucleation in metal matrix nanocomposites (MMNC) using nano-scaled ultrasonically dispersed inoculants Solid State Phen 2008, 141–143, 487–492 40 Li, J.; Xu, W.; Wu, X.; Ding, H.; Xia, K Effects of grain size on compressive behaviour in ultrafine grained pure Mg processed by equal-channel angular pressing at room temperature Mater Sci Eng A 2011, 528, 5993–5998 41 Erman, A.; Groza, J.; Li, X.; Choi, H.; Cao, G Nanoparticle effects in cast Mg1 wt% SiC nano-composites Mater Sci Eng A 2012, 558, 39–43 42 Wang, Z.; Wang, X.; Zhao, Y.; Du, W SiC nanoparticles reinforced magnesium matrix composites fabricated by ultrasonic method Trans Nonferrous Met 2010, 20, s1029–s1032 43 Eugene, W.W.L.; Gupta, M Characteristics of aluminum and magnesium based nanocomposites processed using hybrid microwave sintering J Microwave Power Electromagn Energy 2010, 44, 14–27 44 Nie, K.B.; Wang, X.J.; Xu, L.; Wu, K.; Hu, X.S.; Zheng, M.Y Influence of extrusion temperature and process parameter on microstructures and tensile properties of a particulate reinforced magnesium matrix nanocomposites Mater Design 2012, 36, 199–205 65 45 Cao, G.; Choi, H.; Oportus, J.; Konishi, H.; Li, X Study on tensile properties and microstructure of cast AZ91D/AlN nanocomposites Mater Sci Eng A 2008, 494, 127–131 46 Li, Q.; Rottmair, C.A.; Singer, R.F CNT reinforced light metal composites produced by melt stirring and by high pressure die casting Comp Sci Tech 2010, 70, 2242–2247 47 Lai, M.O.; Lu, L.; Laing, W Formation of magnesium nanocomposite via mechanical milling Comp Struct 2004, 66, 301–304 48 Morisada, Y.; Fujii, H.; Nagaoka, T.; Nogi, K.; Fukusumi, M Fullerene/A5083 composites fabricated by material flow during friction stir processing Compos Part A 2007, 38, 2097–2101 49 Luo, P.; McDonald, D.T.; Zhu, S.M.; Palanisamy, S.; Dargusch, M.S.; Xia, K Analysis of microstructure and strengthening in pure titanium recycled from machining chips by equal-channel angular pressing using electron backscatter diffraction Mater Sci Eng A 2012, 538, 252–258 50 Stolyarov, V.V.; Zhu, Y.T.; Alexandrov, I.V.; Lowe, T.C.; Valiev, R.Z Influence of ECAP routes on the microstructure and properties of pure Ti Mater Sci Eng A 2001, 299, 59–67 51 Bozic, D.; Stasic, J.; Dimcic, B.; Vilotijevic, M.; Rajkovic, V Multiple strengthening mechanisms in nanoparticle-reinforced copper matrix composites J Mater Sci 2011, 34, 217–226 52 Naser, J.; Riehemann, W.; Frenkel, H Dispersion hardening of metals by nanoscaled ceramic powders Mater Sci Eng A 1997, 234–236, 467–469 53 Quang, P.; Jeong, Y.G.; Yoon, S.C.; Hong, S.H.; Kim, H.S Consolidation of vol.% carbon nanotube reinforced metal matrix nanocomposites via equal channel angular pressing J Mater Proc Techn 2007, 187–188, 318–320 66 54 Ahamed, H.; Senthilkumar, V Consolidation behavior of mechanically alloyed aluminum based nanocomposites reinforced with nanoscaled Y2O3/Al2O3 Mater Charact 2011, 62, 1235–1249 55 Nayak, S.S.; Pabi, S.K.; Kim, D.H.; Murty, B.S Microstructure-hardness relationship of Al–(L12)Al3Ti nanocomposites prepared by rapid solidification processing Intermetallics 2010, 18, 487–492 56 Azouni, M.A.; Casses, P Thermophysical properties effects on segregation during solidification Adv Colloids Interf Sci 1998, 75, 83–106 57 Lan, J.; Yang, Y.; Li, X Microstructure and microhardness of SiC nanoparticles reinforced magnesium composites Mater Sci Eng A 2004, 386, 284–290 58 Cao, G.; Kobliska, J.; Konishi, H.; Li, X Tensile properties and microstructure of SiC nanoparticle-reinforced Mg–4Zn alloy fabricated by ultrasonic cavitation-based solidification processing Metal Mater Trans A 2008, 39, 880–886 59 Tu, J.P.; Wang, N.Y.; Yang, Y.Z.; Qi, W.X.; Liu, F.; Zhang, X.B.; Lu, H.M.; Liu, M.S Preparation and properties of TiBS2 nanoparticles reinforced copper matrix composites by in situ processing Mater Lett 2002, 52, 448–452 60 Yue, N.L.; Lu, L.; Lai, M.O Application of thermodynamic calculation in the in situ process of Al/TiB2 Compos Struct 1999, 47, 691–694 61 Ho, K.F.; Gupta, M Development of Al–Mg based composites containing nanometric alumina using the technique of disintegrated melt deposition J Metast Nanocryst Mater 2005, 23, 159–162 62 Srikanth, N.; Ho, K.F.; Gupta, M Effect of length scale of alumina particles of different sizes on the damping characteristics of an Al–Mg alloy Mater Sci Eng A 2006, 423, 189–191 67 63 Gu, D.; Hagedoorn, Y.-C.; Meiners, W.; Wissenbach, K.; Poprawe, R Nanocristalline TiC reinforced Ti matrix bulk-form nanocomposites by selective laser melting (SLM): Densification, growth mechanism and wear behavior Compos Sci Technol 2011, 71, 1612–1620 64 Liu, Y.Q.; Cong, H.T.; Wang, W.; Sun, C.H.; Cheng, H.M AlN nanoparticlereinforced nanocrystalline Al matrix composites: Fabrication and mechanical properties Mater Sci Eng A 2009, 505, 151–156 65 Bian, Z.; Pan, M.X.; Zhang, Y.; Wang, W.H Carbon–nanotube-reinforced Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5 bulk metallic glass composites Appl Phis Lett 2002, 81, 4739–4741 66 Bian, Z.; Wang, R.J.; Wang, W.H.; Zhang, T.; Inoue, A Carbon-nanotubereinforced Zr-based bulk metallic glass composites and their properties Adv Funct Mater 2004, 14, 55–63 67 Goh, C.S.; Wei, J.; Lee, L.C.; Gupta, M Ductility improvement and fatigue studies in Mg-CNT nanocomposites Compos Sci Tech 2008, 68, 1432–1439 68 El-Kady, E.; Mahmoud, T.; Ali, A On the electrical and thermal conductivities of cast A356/Al2O3 metal matrix nanocomposites Mater Sci Appl 2011, 22, 1180–1187 69 De Cicco, M.; Li, X.; Turng, L.-S Semi-solid casting (SSC) of zinc alloy nanocomposites J Mater Process Tech 2009, 209, 5881–5885 70 Lu, L.; Lai, M.O Formation of new materials in the solid state by mechanical alloying Mater Design 1995, 16, 33–39 71 Zhang, F.; Kacmarek, W.A.; Lu, L.; Lai, M.O Formation of Al-TiN metal matrix composite via mechanochemical route Scripta Mater 2000, 43, 1097– 1102 68 72 Mozaffari, M.; Gheisari, M.; Niyaifar, M.; Amighian, J Magnetic properties of mechanochemically prepared iron-wustite (Fe–FeyO) nanocomposites J Magnet Magn Mater 2009, 321, 2981–2984 73 Razavi Hesabi, Z.; Simchi, A.; Seyed Reihani, S.M Structural evolution during mechanical milling of nanometric and micrometric Al2O3 reinforced Al matrix composites Mater Sci Eng A 2006, 428, 159–168 74 Lu, L.; Lai, M.O.; Toh, Y.H.; Froyen, L Structure and properties of Mg–Al– Ti–B alloys synthesized via mechanical alloying Mater Sci Eng A 2002, 334, 163–172 75 Mostaed, E.; Saghafian, H.; Mostaed, A.; Shokuhfar, A.; Rezaie, H.R Investigation on preparation af Al-4.5%Cu/SiCp nanocomposites powder via mechanical milling Powder Tech 2012, 221, 278–283 76 Lu, L.; Lai, M.O.; Liang, W Magnesium nanocomposites via mechanochemical milling Compos Sci Tech 2004, 64, 2009–2014 77 Thein, M.A.; Lu, L.; Lai, M.O Effect of milling and reinforcement on mechanical properties of nanostructured magnesium composite J Mater Proc Tech 2009, 209, 4439–4443 78 Casati, R.; Ge, Q.; Vedani, M.; Dellasega, D.; Bassani, P.; Tuissi, A Preparazione di nano-compositi a matrice metallica Al/Al2O3 mediante ECAP e estrusione a caldo Metall Ital 2013, 105, 25–30 79 Casati, R.; Bonollo, F.; Dellasega, D.; Fabrizi, A.; Timelli, G.; Tuissi, A.; Vedani, M Ex situ Al–Al2O3 ultrafine grained nanocomposites produced via powder metallurgy J Alloys Comp 2013 80 Xia, X Consolidation of particles by severe plastic deformation: mechanism and applications in processing bulk ultrafine and nanostructured alloys and composites Adv Eng Mater 2010, 12, 724–729 69 81 Derakhshande, R.; Jenabali Jahromi, H.S.A.; Esfandiar, B Simulation aluminum powder in tube compaction using equal channel angular pressing J Mater Eng Perform 2012, 21, 143–152 82 D Y Ying, D L Zhang, Processing of Cu–Al2O3 metal matrix nanocomposite materials by using high energy ball milling, Materials Science and Engineering A, 286, 2000, 152-156 83 F Shehata, A Fathy, M Abdelhameed, S F Moustafa, Preparation and properties of Al2O3 nanoparticle reinforced copper matrix composites by in situ processing, Materials and Design, 30, 2009, 2756-2762 84 F Shehata, A Fathy, M Abdelhameed, S F Moustafa, Fabrication of copper– alumina nanocomposites by mechano-chemical routes, Journal of Alloys and Compounds, 476, 2009, 300-305 85 M.S Motta, P.K Jena, E.A Brocchi, I.G Solórzano, Characterization of CuAl2O3 nano-scale composites synthesized by in situ reduction, Materials Science and Engineering C, 15, 2001, 175-177 86 P.K Jena, E.A Brocchi, M.S Motta, Friction and Wear Behavior of NanoAl2O3 Particles Reinforced Copper Matrix Composites, Materials Science and Engineering A, 313, 2001, 180-186 87 M.R Kracum et al., Copper‐alumina nanocomposites derived from CuAlO2: Phase transformation and microstructural coarsening, Journal of the American Ceramic Society, 2018, 1-10 88 Merzhanov AG, Combustion: New manifestation of an ancient process, in Rao CNR (ed.), Chemistry of Advanced Materials, Blackwell Scientific, Oxford, 1993, 19–39 89 Merzhanov AG (ed.), SHS Research and Development; Handbook, Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Russia, 1999 70 90 Kingsley JJ, Patil KC, A novel combustion process for the synthesis of fine particle α-alumina and related oxide materials, Mater Lett 6, 1988, 427–432, 91 Sarner SF, Propellant Chemistry, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1966 92 Jain SR, Adiga KC, Pai Vernekar VR, A new approach to thermochemical calculations of condensed fuel-oxidiser mixtures, Combust Flame 40, 1981, 71– 79 93 Adams GK, ParkerWG,Wolfhard HG, Radical reactions of nitric oxide in flames, Discussions Faraday Soc 14, 1953, 97–103 94 Kiminami RHGA, Morelli MR, Folz DC, Clark DE, Microwave synthesis of alumina powders, Am Ceram Soc Bull 79, 2000, 63–67 95 Mohr EB, Brezinski JJ, Audrieth LF, Carbohydrazide, in Bailer Jr JC (ed.), Inorganic Synthesis, Vol 4, McGraw Hill, New York, 1953, 32–35 96 Gran G, The use of oxalyl dihydrazide in a new reaction for spectrophotometric microdetermination of copper, Anal Chim Acta 14: 150–156, 1956 97 Ahmed AD, Mandal PK, Chaudhuri NR, Metal complexes of malonyldihydrazide, J Inorg Nucl Chem 28, 1966, 2951–2959 98 Mizzoni RH, Spoerri PE, Synthesis in the pyridazine and 3,6dichloropyridazine, J Am Chem Soc 73, 1951, 1873–1874 99 Mashima M, The infrared absorption spectra of condensation products of formaldehyde with hydrazide, Bull Chem Soc Jpn 89, 1966, 504–506 100 Ainsworth C, Jones RG, Isomeric and nuclear substituted β-aminoethyl-1, 2,4 triazoles, J Am Chem Soc 77, 1955, 621–624 101 Suresh K, Patil KC,Arecipe for an instant synthesis of fine particle oxide materials, in Rao KJ (ed.), Perspectives in Solid State Chemistry, Narosa Publishing House, New Delhi, 1995, 376–388 71 102 Gitzen WH(ed.), Alumina as a CeramicMaterial,The American Ceramic Society, Inc., Columbus, OH, 1970 103 Kingsley JJ, Patil KC, A novel combustion process for the synthesis of fine particle α-alumina and related oxide materials, Mater Lett 6, 1988, 427–432 104 Kiminami RHGA, Morelli R, Folz DC, Clark DE, Microwave synthesis of alumina powder, Am Ceram Soc Bull March, 2000, 63–67 105 Chandran RG, Patil KC, Chandrappa GT, Combustion synthesis of oxide materials using metal nitrates — Diformyl hydrazine redox mixtures, Int J SelfPropagating High-Temp Synth 3(2), 1994, 131–142 106 Prakash AS, Khadar AMA, Patil KC, Hegde MS, Hexamethylene tetramine: A new fuel for solution combustion synthesis of complex metal oxides, J Mater Synth Process 10(3), 2002, 135–141 107 MimaniT, Patil KC, Solution combustion synthesis of nanoscale oxides and their composites, Mater Phys Mech 4, 2001, 134–137 108 Suresh K, Patil KC,Arecipe for an instant synthesis of fine particle oxide materials, in: Rao KJ (ed.), Perspectives in Solid State Chemistry, Norosa Pub House, New Delhi, 1995, 376–388 109 ArulDhas N, Patil KC, Combustion synthesis and properties of zirconia– alumina powders, Ceram Int 20, 1994, 57–66 110 Kingsley JJ, Suresh K, Patil KC, Combustion synthesis of fine-particle metal aluminates, J Mater Sci 25, 1990, 1305–1312 111 Mimani T, Instant synthesis of nanoscale spinel aluminates, J Alloys Compd 315, 2001, 123–128 112 W Hu, F Donat, S A Scott, J.S Dennis, The interaction between CuO and Al2O3 and the reactivity of copper aluminates below 1000 °C and their implication on the use of the Cu–Al–O system for oxygen storage and production, RSC Advances, 6, 114, 2016, 113016-113024 72 73 ... cực, vật liệu chịu mài mòn, vật liệu dụng cụ cắt… CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOZIT NỀN KIM LOẠI CỐT HẠT KÍCH THƯỚC NANOMET 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Vật liệu compozit kim loại cốt hạt kích thước. .. nghiên cứu sử dụng phương pháp để chế tạo compozit cốt hạt kích thước nanomet Vật liệu compozit hợp kim nhơm A356 cốt hạt Al O kích thước nanomet chế tạo thông qua kết hợp hai phương pháp đúc bán lỏng... tăng hàm lượng giảm kích thước hạt vật liệu cốt tạo cấu trúc vật liệu nhỏ mịn Có thể tính tốn lý thuyết kích thước hạt vật liệu theo kích thước hàm lượng vật liệu cốt theo phương trình Zener [12]: