Tribological Behavior of Aluminum Hybrid Nanocomposites Reinforced with Alumina and Graphene Oxide

材料科学 摩擦学 石墨烯 纳米复合材料 放电等离子烧结 扫描电子显微镜 复合材料 氧化物 压痕硬度 复合数 烧结 冶金 微观结构 纳米技术
作者
Mohammed Abdul Samad,Omar Saad Aljebreen,Abbas Saeed Hakeem,Tahar Laoui,Faheemuddin Patel,Mirza Murtuza Ali Baig
出处
期刊:Materials [MDPI AG]
卷期号:15 (3): 865-865 被引量:9
标识
DOI:10.3390/ma15030865
摘要

Due to rapid technological advancements, the demand for lightweight materials with improved tribo-mechanical properties is continuously growing. The development of composite materials is one of the routes taken by researchers to meet these target properties. Aluminum (Al) is one of the most suitable materials used for developing composites for a wide range of applications because of its light weight, high conductivity, and high specific strength. In this study, aluminum hybrid nanocomposites with alumina (10 Vol% Al2O3) and varying loadings of graphene oxide (0.25, 0.5 and 1 wt% GO) were fabricated using the spark plasma sintering technique. The tribological properties of the developed hybrid composites were evaluated by conducting ball-on-disk wear tests at a normal load of 3N, with a sliding speed of 0.1 m/s, and for a sliding distance of 100 m. A 440C hardened stainless steel ball with a diameter of 6.3 mm and a hardness of 62 RC was used as a counterface. Scanning electron microscopy (SEM), elemental X-ray dispersive analysis (EDS), and optical profilometry were used to ascertain the involved wear mechanisms. The results revealed that Al-10 Vol%Vol% Al2O3-0.25 wt% GO hybrid nanocomposite showed an increase of 48% in the hardness, a reduction of 55% in the specific wear rate, and a reduction of 5% in COF compared with pure aluminum.
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