การตรวจสอบและปรับปรุงสมบัติของอะลูมิเนียมผสมรีไซเคิลโดยการเติมซิลิคอนและแมกนีเซียม
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การศึกษานี้กระป๋องเครื่องดื่มอะลูมิเนียมที่ใช้แล้วถูกนำกลับมารีไซเคิล องค์ประกอบทางเคมีของแท่งอะลูมิเนียมผสมที่ได้จากการรีไซเคิลกระป๋องเครื่องดื่มอะลูมิเนียมที่ใช้แล้วถูกทำการวิเคราะห์ด้วยเครื่องอิมิสชันสเปกโทรมิเตอร์ แท่งอะลูมิเนียมผสมที่ได้จากการรีไซเคิลถูกนำ กลับมาหลอมอีกครั้งที่อุณหภูมิ 750 องศาเซลเซียส จากนั้นเติมผงซิลิคอนในปริมาณร้อยละ 0.25 และร้อยละ 0.5 และผงแมกนีเซียมในปริมาณร้อยละ 1.5 และร้อยละ 3 เพื่อปรับปรุงสมบัติเชิงกลของอะลูมิเนียมผสม โครงสร้างจุลภาคและสมบัติเชิงกลของแท่งอะลูมิเนียมผสมรีไซเคิลและอะลูมิเนียมผสมรีไซเคิลผสมแมกนีเซียมและซิลิคอนที่ปริมาณส่วนผสมซิลิคอนและแมกนีเซียมแตกต่างกันถูกทำการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เครื่องทดสอบความแข็งและเครื่องทดสอบอเนกประสงค์ตามลำดับ ผลการวิจัยพบว่าโครงสร้างจุลภาคของอะลูมิเนียมผสมรีไซเคิลประกอบด้วยเฟสสารละลายของแข็งอะลูมิเนียมผสมแมกนีเซียมและแมงกานีสและตะกอนเฟสที่ 2 จำ นวน 4 เฟสคือ Al19(Fe3SiMn), Al33(Fe3SiMn), Al11(Fe2Mn) และ Al19(Mg2Si) ความแข็งและความแข็งแรงดึงของอะลูมิเนียมผสมรีไซเคิลเพิ่มขึ้นเมื่อเติมผงซิลิคอนและแมกนีเซียม เมื่อเพิ่มปริมาณผงแมกนีเซียมจากร้อยละ 1.5 เป็นร้อยละ 3 ปริมาณตะกอนเฟสที่ 2 Al19(Mg2Si) เพิ่มขึ้น ผลการศึกษานี้บงชี้ว่าการเติมซิลิคอนและแมกนีเซียมสามารถปรับเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคและปรับปรุงสมบัติเชิงกลของอะลูมิเนียมผสมรีไซเคิลได้
Article Details
References
Alizadeh, A., Khayami, A., Karamouz, M., & Hajizamani, M. (2022). Mechanical properties and wear behavior of Al5083 matrix composites reinforced with high amounts of SiC particles fabricated by combined stir casting and squeeze casting; A comparative study. Ceramics International, 48, 179-189. https://doi.org/ 10.1016/j.ceramint.2021.09.093
Alsaffar, K.A., & Bdeir, L.M.H. (2008). Recycling of Aluminum Beverage Cans. Journal of Engineering and Development, 12, 157-163.
Apisithpinyo, B. (2006). Cost accounting II. Idea software technology. (in Thai)
Birol, Y. (2012). Effect of solute Mg on grain size of aluminium alloys. Materials Science and Technology, 28, 924-927. DOI:10.1179/174 3284712Y.0000000024
Borgert, T., & Homberg, W. (2022). Energy saving potentials of an efficient recycling process of different aluminum rejects. Energy Reports, 8, 399-404. https://doi.org/10.1016 /j.egyr.2022.01.027
Brough, D., & Jouhara, H. (2020). The aluminium industry: A review on state-of-the-art technologies, environmental impacts and possibilities for waste heat recovery. International Journal of Thermofluids, 1-2, 1-36. https://doi.org/10.1016/j.ijft.2019.1000 07
Buffington, J., & Peterson, R. (2013). Defining a Closed-Loop U.S. Aluminum Can Supply Chain Through Technical Design and Supply Chain Innovation. The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS), 65, 941-950. https://doi.org/10.1007 /s11837-013-0615-2
Cooper, D.R., & Allwood, J.M. (2012). Reusing steel and aluminum components at end of product life. Environmental Science &Technology, 18, 10334-10340. https://doi. org/10.1021/es301093a
Dagwa, I.M., & Adama, K.K. (2018). Property evaluation of pumice particulate-reinforcement in recycled beverage cans for Al-MMCs manufacture. Journal of King Saud University - Engineering Sciences, 30, 61-67. https://doi.org/10.1016/j.jksues.2015. 12.006
Esmaeili, S., Lloyd, D.J., & Poole, W.J. (2003). A yield strength model for the Al-Mg-Si-Cu alloy AA6111. Acta Materialia, 51, 2243-22 57, https://doi.org/10.1016/S13596454(03)0 0028-4
Galevsky, G.V., Rudneva, V.V., & Aleksandrov, V.S. (2018). Current state of the world and domestic aluminium production and consumption. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering: Vol. 411. The 20th International Scientific and Research Conference "Metallurgy: Technologies, Innovation, Quality. Metallurgy-2017 (pp. 1-6). Novokuznetsk, Russia. doi:10.1088/1757-899X/411/1/0120 17
Hayyawi, A.R., Al-Ethari, H., & Haleem, A.H. (2016). Investigation of mechanical & machining properties of recycled Al-Fly ash composites. Advances in Natural and Applied Sciences, 10, 50-59.
Hosford, W.F., & Duncan, J.L. (1994). The Aluminum Beverage Can Produced by the hundreds of millions every day, the modern can robust enough to support the weight of an average adult is a tribute to precision design and engineering. SCIENTIFIC AMERICAN, 271, 48-53.
Jang, H.S., Kang, H.J., Yoon, P., Lee, G., Jeon, J.B., Park, J.Y., Kim, E.S., Shin, S. (2019). Effects of Mg Content on Hydrogen Content and Melt Quality of Al-Mg Alloys. Metals, 9, 1-13. https://doi.org/10.3390 /met9111235
Jiang, B., Xu, S., Xu, H.Y., Hu, M.L., He, Y.J., & Ji, Z.S. (2020). Effect of Mg addition on microstructure and mechanical properties of Al-Si-Cu-Fe alloy with squeeze casting. Materials Research Express, 7, 1-9. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab5cc6
Khamsuk, S., Nakvachiratrakul, C., & Chomsaeng, N. (2020). Fabrication and characterization of Al5083-2 wt.% SiO2 composite and its aging behavior. Maensiri, S., Meevasana, W., & Pecharapa, W (Eds.), AIP Conference Proceedings: Vol.2279. The second materials research society of Thailand international conference (pp. 1-5) Pattaya, Thailand. https://doi.org/10.1063/5. 0022966
Li, Z., Zhang, Z., & Chen, X.G. (2016). Effect of magnesium on dispersoid strengthening of Al—Mn—Mg—Si (3xxx) alloys. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 26, 2793-2799. https://doi.org/10 .1016/S1003-6326(16)64407-2
Michailidis, N., & Stergioudi, F. (2011). Establishment of process parameters for producing Al-foam by dissolution and powder sintering method. Materials & Design, 32, 1559-1564, https://doi.org/10. 1016/j.matdes.2010.09.029
Miller, W.S., Zhuang, L., Bottema, J., Wittebrood, A.J., De Smet, P., Haszler, A., & Vieregge, A. (2000). Recent development in aluminium alloys for the automotive industry. Materials Science and Engineering: A, 28, 37-49. https://doi.org /10.1016/S0921-5093(99) 00653-X
Padmanabhan, R., Oliveira, M.C., & Menezes, L.F. (2011). 5-Lightweight metal alloy tailor welded blanks. In Woodhead Publishing Series in Welding and Other Joining Technologies, B. L. Kinsey, & X. Wu (Eds.), Tailor Welded Blanks for Advanced Manufacturing (pp. 97-117). Woodhead Publishing. https://doi.org/10.1533/978085 7093851.2.97
Raabe, D., Ponge, D., Uggowitzer, P.J., Roscher, M., Paolantonio, M., Liu, C., Antrekowitsch, H., Kozeschnik, E., Seidmann, D., Gault, B., Geuser, F.D., Deschamps, A., Hutchinson, C., Liu, C., Li, Z., Prangnell, P., Robson, J., Shanthraj, P., Vakili, S., Sinclair, C., Bourgeois, L., & Pogatscher, S. (2022). Making sustainable aluminum by recycling scrap: The science of “dirty” alloys. Progress in Materials Science, 128, 1-150. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.20 22.100947
Rana, R.S., Purohit, R., & Das, S. (2012). Review on the influences of alloying elements on the microstructure and mechanical properties of aluminum alloys and aluminum alloy composite. International Journal of Scientific and Research Publications, 2, 1-7.
Risonarta, V.Y., Anggono, J., Suhendra, Y.M., Nugrowibowo, S., & Jani, Y. (2019). Strategy to Improve Recycling Yield of Aluminium Cans. E3S Web Conf: Vol. 130. The 1st International Conference on Automotive, Manufacturing, and Mechanical Engineering (IC-AMME 2018) (pp. 1-8). Bali. Indonesia. https://doi.org/10.1051/e3 sconf/201913001033
Sakai, S., Sawell, S.E., Chandler, A.J., Eighmy, T.T., Kosson, D.S., Vehlow, J. Van Der Sloot, H.A., Hartlén, J., & Hjelmar, O. (1996). World trends in municipal solid waste management. Waste Management, 16, 341-350. https://doi.org/10.1016/S0956-053X(96)00106-7
Simsek, I., & Özyürek, D. (2019). Investigation of the effects of Mg amount on microstructure and wear behavior of Al-Si-Mg alloys. Engineering Science and Technology, an International Journal, 22, 370-375. https:// doi.org/10.1016/j.jestch.2018.08.016
Sharma, A.K., Bhandari, R., Aherwar, A., Rimašauskiene, R., & Pinca-Bretotean, C. (2020). A study of advancement in application opportunities of aluminum metal matrix composites. Materials Today: Proceedings, 26, 2419-2424. https://doi.org/ 10.1016/j.matpr.2020.02.516
Wang, Y., Liao, H., Wu, Y., & Yang, J. (2014). Effect of Si content on microstructure and mechanical properties of Al–Si–Mg alloys. Materials & Design, 53, 634-638, https:// doi.org/10.1016/j.matdes.2013.07.067
Zeng, X., Xiao, T., Xu, G., Albalghiti, E., Shan, G., & Li, J. (2022). Comparing the costs and benefits of virgin and urban mining. Journal of Management Science and Engineering, 7, 98-106, https://doi.org/10.1016/j.jmse. 2021.05.002