Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11091
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAfifah Mohd. Ali, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorAhmad Zahirani Ahmad Azhar, Ph.Den_US
dc.contributor.authorNor Ezzati Hamidonen_US
dc.date.accessioned2022-08-15T03:57:21Z-
dc.date.available2022-08-15T03:57:21Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11091-
dc.description.abstractThe purpose of this study is to develop ZTA-MgO-MWCNT cutting insert with enhanced properties and excellent tool performance that is suitable for high speed machining. The effects of MWCNT addition on the physical properties, hardness and fracture toughness of ZTA-MgO composites were investigated. The samples was fabricated using 80:20 composition (80 wt.% of Al2O3: 20 wt.% of YSZ) with fixed amount of MgO at 1.1 wt.% and MWCNT ranging from (0.1 – 0.5 wt.%) as secondary additives. The CNT was pretreated in ethanol for 1 hour using an ultrasonic homogenizer before mixing and ball milled with Al2O3, YSZ and MgO compositions for 24 hours. The mixture is then pressed at 100 MPa into round-shaped cutting inserts mold after being dried at 100°C for 24 hour. The pressed samples were sintered at 1600 ºC for 4 hour soaking time. There are three parts in this study whereby the first part observed phase analysis by XRD and microstructure of the sintered samples using SEM. The XRD analyses indicate the presence of major phases were α-Al2O3, ZrO2, Zr0.963Y0.037O1.982 and MgAl2O4. Minor peak at (002) increases with higher MWCNT wt.% which suggest the presence of MWCNT in the composites. Samples with higher content of MWCNT beyond 0.3 wt.% possessed smaller grain size and refined microstructure compared to sample with low content of MWCNT. The second part analysed the effect of MWNT addition on density, porosity and shrinkage of ZTA-MgO. Density (4.210 g/cm3) and percentage of shrinkage (8.05%) obtained the highest value by 0.2 wt.% MWCNT compared with samples without CNT additives which is only 4.020 g/cm3 and 7.05% respectively. High density value would mean the shrinkage percentage is also high, which corresponds to the densification of the composites. Poor dispersion of MWCNT within the matrix is highly accounted for agglomeration around Al2O3 grain boundaries and decreases in densification. The third part focused on hardness and fracture toughness after adding MWCNT on the ZTA-MgO composites. Results shows that ZTA-MgO samples with 0.2 wt.% MWCNT produced the highest hardness (19.93 GPa). The increment of hardness was contributed by the inhibition grain growth in Al2O3 due to pinning effect of MWCNT at grain boundaries. It is observed that fracture toughness increases from 3.8 MPa•√m to 8.08 MPa•√m with addition of 0.2 wt.% MWCNT. The improvement of fracture toughness is possibly due to the transformation toughening mechanism of t‐ZrO2 to m‐ZrO2. Results of hardness and fracture toughness exhibit that ZTA-MgO with additions of 0.2 wt.% MWCNT is the best composition for ceramic cutting tools application.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 202en_US
dc.subject.lcshMetal-cutting tools -- Materialsen_US
dc.subject.lcshCeramic materialsen_US
dc.titleThe effect of multi walled carbon nanotubes (MWCNTS) addition on the physical properties, hardness and toughness of ZTA-MgO cutting toolen_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dc.description.identityt11100429229NorEzzatiBintiHamidonen_US
dc.description.identifierThesis : The effect of multi walled carbon nanotubes (MWCNTS) addition on the physical properties, hardness and toughness of ZTA-MgO cutting tool / by Nor Ezzati binti Hamidonen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeMaster of Science (Materials Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicتهدف ىذه الدراسة إلى تطوير أداة قطع ZTA-MgO-MWCNT وإعطائها خصائص محسنة وأداء ممتاز ليتناسب مع التشغيل عالي السرعة. تم استكشاف الآثار الدترتبة على إضافة MWCNT إلى البنية المجهرية، وكذلك الخواص الفيزيائية والصلابة ومتانة الكسر لدركب ZTA-MgO . تم تصنيع العينات باستخدام مركب بنسبة 80:20 )أي 08 % من Al2O3 %08 من : YSZ ( مع كمية ثابتة من MgO بنسبة 1.1 و نسبة MWCNT % تتراوح بين 8.1 و 8.0 كإضافات ثانوية. تمت ف البداية معالجة الأنابيب النانوية الكربونية CNT في الإيثانول لددة ساعة باستخدام خالط فوق صوتي قبل خلطها وطحنها بالكرات مع مركبات Al2O3 و YSZ و MgO لددة 02 ساعة. بعد ذلك تم ضغط الخليط بمعدل 188 ميجا باسكال في قالب قطع دائري الشكل، وذلك بعد تجفيفو في 188 درجة مئوية لددة 02 ساعة. تم تلبيد العينات الدضغوطة في درجة مئوية تبلغ 1088 لددة 2 ساعات. تنقسم ىذه الجراسة إلى ثلاثة مراحل ; شهدت الدرحلة الأولى تحليالا للمراحل بواسطة XRD والبنية المجهرية للعينات الدلبدة باستخدام SEM . أشار تحليل XRD إلى وجود مراحل أساسية وىي α-Al2O3, ZrO2, Zr0.963Y0.037O1.982 و MgAl2O . ظهرت ذروة بسيطة في نقطة ) 880 ( والتي زادت بزيادة نسبة MWCNT وذلك يشير إلى وجود MWCNT في الدركبات. أظهرت العينات التي تحتوي على MWCNT بنسبة أعلى من 8.0 % حجا ما أصغر للحبة وبنية مجهرية أفضل مقارنة بالعينة التي تحتوي على نسبة MWCNT منخفضة. أما الدرحلة الثانية فقدت شهدت تحليالا لتأثير إضافة MWNT على الكثافة والدسامية ونسبة الانكماش الخاصة بمركب ZTA-MgO . حصل معدل الكثافة ) 4.210 g/cm3 ( ونسبة الإنكماش ) 0.80 %( على أعلى القيم مع نسبة %0 إضافية من MWCNT مقارنة بالعينات التي لا تحتوي على أي إضافات من CNT ، والتي بلغت 4.020 g/cm3 و 7.05% تبا ا عا. تشير قيمة الكثافة العالية إلى أن نسبة الانكماش أي ا ضا عالية وىذا يعود إلى تكثيف الدركبات. تسبب التشتت الضعيف الخاص ب MWCNT في الدصفوفة درجة تكتل عالية حول حدود حبوب Al2O3 وكذلك انخفا ا ضا في التكثيف. وأخيراا، فإن الجزء الثالث ركز على الصلادة ومتانة الكسر بعد إضافة MWCNT على مركب ZTA-MgO . أشارت النتائج إلى أن عينات ZTA-MgO التي تحتوي على نسبة إضافية من 0.2 % من MWCNT أنتجت أعلى نسبة للصلادة والتي تبلغ (19.93 GPa) . ترجع الزيادة في الصلادة إلى كبح نمو الحبوب في Al2O3 بسبب تأثير التثبيت من قبل MWCNT على حدود الحبوب. تم ملاحظة أن متانة الكسر زادت من 3.8 MPa•√m إلى 8.08 MPa•√m عند إضافة 0.2 % من MWCNT . قد يكون التحسين الدلحوظ في متانة الكسر بسبب تحويل آلية التصلب الخاصة ب t-ZrO2 إلى m-ZrO2 . تشير نتائج الصلادة ومتانة الكسر إلى أن ZTA-MgO التي بها نسبة 8.0 % إضافية من - MWCNT ىي أفضل تكوين لتطبيق أدوات قطع - السيراميك.en_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.callnumbert TJ 1186 N822E 2021en_US
dc.description.notesThesis (MSMAT)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxvi, 66 leaves : colour illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeMaster Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100429229NorEzzatiBintiHamidon_24.pdf24 pages file649.5 kBAdobe PDFView/Open
t11100429229NorEzzatiBintiHamidon_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file2.24 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.