Study of characteristics of Al + 5 wt.% TiO₂ + 6 wt.% Gr hybrid p/m composite powders prepared by ball milling process

Abstract

This paper is an attempt to understand the characteristics of Al + TiO₂ + Gr hybrid ball milled composite powders, which is anticipated to have large application in the near future. Aluminium with titanium dioxide (TiO₂) and graphite (Gr) powders was ball milled in order to yield the composition like: Al + 0% TiO₂, Al + 5% TiO₂, Al + 5% TiO₂ + 2% Gr, Al + 5% TiO₂ + 4% Gr and Al + 5% TiO₂ + 6% Gr. From the X-Ray diffraction analysis of the milled powders, the grain size, lattice space, lattice constant, stress, strain, dislocation density and unit cell volume were calculated. Compressibility was performed in a hardened steel die at pressures between 100 to 500 MPa to determine Al with 5 wt.% TiO₂ and 2 & 4 wt.% of Gr powder mixtures. For understanding of compaction behavior of aluminum based hybrid composites reinforced with TiO₂ and Gr particles under various applied pressure conditions, experimental research has been made using several powder compaction equations. Microstructure analysis for Al + 5% TiO₂ + 6% Gr composite has been reported.Вивчали характеристики композитних порошків Al + TiO₂ + Gr. Композити складу Al + 0% TiO₂, Al + 5% TiO₂, Al + 5% TiO₂ + 2% Gr, Al + 5% TiO₂ + 4% Gr та Al + 5% TiO₂ + 6% Gr отримували шляхом кульового помелу відповідних компонентів. Для визначення розмірів зерен, параметрів кристалічної решітки, напруження, деформації, густини дислокацій та об’єму елементарної комірки використовували рентгенівський дифракційний аналіз. Здатність до компактування Al з сумішшю порошків 5 wt.% TiO₂ та 2 і 4 wt.% Gr визначали в гартованих сталевих прес-формах за тиску 100… 500 МPа. Для розуміння особливостей компактування гібридних композитів на основі Al, зміцнених частинками TiO₂ та Gr за різних тисків, виконували експериментальні дослідження з використанням декількох підходів. Наведено мікроструктурний аналіз композита Al + 5% TiO₂ + 6% Gr.Изучали характеристики композитных порошков Al + TiO₂ + Gr. Композиты состава Al + 0% TiO₂, Al + 5% TiO₂, Al + 5% TiO₂ + 2% Gr, Al + 5% TiO₂ + + 4% Gr и Al + 5% TiO₂ + 6% Gr получали путем шарового помола соответствующих компонентов. Для определения размеров зерен, параметров кристаллической решетки, напряжения, деформации, плотности дислокаций и объема элементарной ячейки использовали рентгеновский дифракционный анализ. Способность к компактированию Al со смесью порошков 5 wt.% TiO₂ и 2…4 wt.% Gr определяли в закаливаемых стальных пресс-формах при давлении 100...500 МPа. Для понимания особенностей компактирования гибридных композитов на основе Al, упрочненных частицами TiO₂ та Gr при различных давлениях, проводили экспериментальные исследования с использованием нескольких подходов. Представлен микроструктурный анализ композита Al + 5% TiO₂ + 6% Gr.