Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11985
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorNur Ayuni Jamal, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorMd Abdul Maleque, Ph.Den_US
dc.contributor.authorParveez, Bismaen_US
dc.date.accessioned2024-06-06T07:33:14Z-
dc.date.available2024-06-06T07:33:14Z-
dc.date.issued2024-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11985-
dc.description.abstractThe growing demand for lightweight structures in automotive and aerospace fields has attracted enormous attention to further reduction in weight of aluminium (Al) alloys and composites, that are mostly preferred for such applications. This urge resulted in the development of porous Al. Porous Al is a lightweight material that inherits high strength and stiffness to weight ratio, energy saving and excellent impact energy absorption during collision. However, these are often associated with low density resulting in low mechanical and thermal performance, which might limit its efficiency, design flexibility as well as potential applications. The aim of this research is to improve the strength of porous Al by the inclusion of alloying elements and Ti-coated diamond particles as reinforcements. In this study the powder metallurgy technique was applied due to its near net shape production, flexibility in terms of constituent addition and material conservation capabilities. The alloying elements such as magnesium (Mg), copper (Cu), boron (B), and tin (Sn) were added to the Al matrix to strengthen it and further reinforced with titanium (Ti)-coated diamond particles. The porosities in such composites were achieved by using polymethylmethacrylate (PMMA) particles as space holders. The porous Al composites were developed at varying processing parameters such as sintering temperature, compaction pressure, and sintering time, followed by varying Ti-coated diamond content, PMMA particle content, and PMMA particle size. Further, the compressive properties (plateau strength, and energy absorption capacity) of the resultant porous Al composites were optimized using experimental methodology, Design of experiments (L9 orthogonal array) as well as statistical methodology, analysis of variance (ANOVA). Finally based on the optimum process parameters, PMMA content and PMMA particle size, the porous Al composite with various content (0, 6, 9, 12, 15 and 20 wt.%) of uncoated and Ti-coated diamond particles were studied. Thus, the optimum content of diamond required to enhance the performance of porous Al composite was evaluated. The microstructure of the resultant porous Al composite revealed that the PMMA space holders contributed to well-defined macro pores with good interfacial integrity. In addition to this, the XRD analysis confirmed the presence of strengthening phases as a result of addition of alloying elements. Additionally, Ti-coating improved the interfacial bonding of diamond particles with Al alloy matrix. The results of parameters optimization revealed that the sintering temperature significantly impacted the compressive properties, and the maximum values could be achieved at sintering temperature of 590°C, compaction pressure of 350 MPa, and sintering time of 90 min. On the other hand, the compositional optimization revealed that the diamond content had a major impact on the compressive properties and the enhanced values could be achieved at diamond content of 12 wt. %, PMMA particle size of 150 ?m, and PMMA content of 25 wt. %. The stress strain curves also showed a significant improvement in the compressive properties with nearly ductile behavior. Moreover, the maximum values of plateau strength and energy absorption capacity in the range of (40-45 MPa) and (11.20-13.68 MJ/m3) respectively were achieved for porous composite reinforced with 9-12 wt.% of Ti-coated diamond particles. The results reflected an increment of 61-82% in plateau strength and 54-88% in energy absorption capacity as compared to the unreinforced porous Al. This shows a significant improvement in the strength and energy absorption capacity of porous Al composites on addition of Ti-coated diamond as a reinforcement. This material can be potentially applied as cores material in the sandwich structures to lighten the weight of structures without compromising their strength especially in automotives and aerospace applications.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2024en_US
dc.rightsOWNED BY STUDENT
dc.titleImprovement in the effectiveness of diamond as reinforcement in strengthening the porous alumni compositeen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityG1832168Mirbismaparveezen_US
dc.description.identifierThesis : Improvement in the effectiveness of diamond as reinforcement in strengthening the porous alumni composite / by Bisma Parveezen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy (Engineering)en_US
dc.description.degreelevelDoctoral
dc.description.abstractarabicوقد جذب الطلب المتزايد على الهياكل خفيفة الوزن في مجالات السيارات والفضاء اهتماما هائلا لمزيد من الانخفاض في وزن سبائك الألومنيوم (أل) والمواد المركبة، التي يفضل معظمها لمثل هذه التطبيقات. نتج عن هذه الرغبة تطوير آل مسامي. المسامية آل هي مادة خفيفة الوزن ترث قوة عالية وصلابة لنسبة الوزن، وتوفير الطاقة وممتازة امتصاص الطاقة تأثير أثناء الاصطدام. ومع ذلك، غالبًا ما ترتبط هذه مع انخفاض الكثافة مما يؤدي إلى انخفاض الأداء الميكانيكي والحراري، مما قد يحد من كفاءتها ومرونة التصميم بالإضافة إلى التطبيقات المحتملة. الهدف من هذا البحث هو تحسين قوة ال المسامية عن طريق إدراج عناصر السبائك وجزيئات الماس المغلفة بالتي كتعزيزات. في هذه الدراسة تم تطبيق تقنية تعدين المسحوق بسبب إنتاجها شبه الصافي للشكل والمرونة من حيث إضافة المكونات وقدرات الحفاظ على المواد. العناصر السبائكية مثل المغنيسيوم (Mg)، النحاس (Cu)، البورون (B), وأضيف القصدير (Sn) إلى المصفوفة Al لتقويتها وزيادة تعزيزها بجزيئات الماس المغلفة بالتيتانيوم (Ti). تم تحقيق المسامية في مثل هذه المركبات باستخدام جزيئات بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) كحاملات للفضاء. تم تطوير مركبات آل المسامية عند معلمات معالجة مختلفة مثل درجة حرارة التلبيد وضغط الضغط ووقت التلبيد، تليها محتوى الماس المتفاوت المغلف بـ Ti، ومحتوى الجسيمات PMMA، و, وحجم الجسيمات PMMA. وعلاوة على ذلك، تم تحسين خصائص الضغط (قوة الصفيحة، وقدرة امتصاص الطاقة) من المركبات آل التي يسهل اختراقها الناتجة باستخدام منهجية تجريبية, تصميم التجارب (صفيف متعامد L9) وكذلك المنهجية الإحصائية، وتحليل التباين (ANOVA). وأخيرا استنادا إلى معلمات العملية المثلى، ومحتوى بمما وحجم الجسيمات بمما، مركب آل مسامي مع محتوى مختلف (0 و 6 و 9 و 12 و 15 و 20 واط.%() تمت دراسة جزيئات الماس غير المغلفة و Ti المغلفة. وهكذا، تم تقييم المحتوى الأمثل للماس اللازم لتعزيز أداء المركب المسامي. كشفت البنية المجهرية لمركب آل المسامي الناتج عن ذلك أن حاملي فضاء PMMA ساهموا في وجود مسامٍ كلية محددة جيدًا مع سلامة بينية جيدة. بالإضافة إلى ذلك، أكد تحليل XRD وجود أطوار التقوية نتيجة إضافة عناصر السبائك. بالإضافة إلى ذلك، أدى طلاء تي إلى تحسين الترابط البيني لجزيئات الماس مع مصفوفة سبائك Al. كشفت نتائج تحسين المعلمات أن درجة حرارة التلبيد أثرت بشكل كبير على خصائص الضغط، ويمكن تحقيق القيم القصوى عند درجة حرارة تلبد 590°C، ضغط ضغط 350 ميجا باسكال, ووقت تلبيد 90 دقيقة. من ناحية أخرى، كشف التحسين التركيبي أن محتوى الماس كان له تأثير كبير على خصائص الضغط ويمكن تحقيق القيم المحسنة في محتوى الماس من 12 واط. %, حجم الجسيمات بمما من 150 ميكرون، ومحتوى بمما من 25 واط. %. أظهرت منحنيات إجهاد الإجهاد أيضًا تحسنًا كبيرًا في خصائص الانضغاط مع سلوك الدكتايل تقريبًا. علاوة على ذلك، فإن القيم القصوى لقوة الهضبة وقدرة امتصاص الطاقة في نطاق (40-45 ميجا باسكال) و (11.20-13.68 ميجا جول/m3) على التوالي تم تحقيقها للمركب المسامي المقوى بـ 9-12 واط.% من جزيئات الماس المغلفة بـ Ti. عكست النتائج زيادة بنسبة 61-82% في قوة الهضبة و 54-88% في قدرة امتصاص الطاقة بالمقارنة مع آل المسامي غير المقوى. وهذا يدل على تحسن كبير في قوة وقدرة امتصاص الطاقة من المركبات آل مسامية على إضافة الماس المغلفة تي كتعزيز. يمكن تطبيق هذه المادة كمادة نوى في هياكل الساندويتش لتخفيف وزن الهياكل دون المساس بقوتها خاصة في السيارات والتطبيقات الفضائية Keywords: Porous Aluminium, Ti-coated diamond, Powder metallurgy,Compressive strength, Energy absorption capacity.en_US
dc.description.nationalityIndiaen_US
dc.description.emailmirbisma5555@gmail.comen_US
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.myen_US
dc.description.funderIIUM SEJAHTERA AWARD
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2024.en_US
dc.description.physicaldescription1 online resource (xx, 140 leaves) ; color illustrations.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextrestricted-
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 SizeFormat 
G1832168Mirbismaparveez_SEC.pdf
  Restricted Access
24.25 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.