Визначення впливу поверхнево-активної речовини додецилбензолсульфонату натрію та дисперсних частинок на основі друкованих плат у якості нового гартівного середовища при термообробці на твердість середньовуглецевої сталі S45C

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.317205

Ключові слова:

Анотація

У даному дослідженні вивчено вплив додавання додецилбензолсульфонату натрію (SDBS) в якості поверхнево-активної речовини на характеристики гартівного середовища з дисперсними частинками друкованих плат (ДП) з точки зору теплопровідності, стабільності частинок, мікроструктури і твердості середньовуглецевої сталі S45C. Звичайні гартівні середовища мають фіксовану, неконтрольовану швидкість охолодження. Додавання твердих частинок створює тепловий міст, що дозволяє регулювати швидкість охолодження для усунення цього обмеження. Тверді частинки в гартівному середовищі були синтезовані з ДП. Поверхнево-активна речовина допомагає поліпшити дисперсію частинок і уникнути агломерації за рахунок зміни поверхневого натягу між частинками та рідиною. Для вивчення впливу дисперсії ДП та її концентрацій на швидкість теплопередачі під час гартування були підготовлені та використані в якості гартівних середовищ середовища з дисперсними частинками ДП. На підставі результатів дослідження, вимірювання стабільності частинок за дзета-потенціалом показало поліпшення стабільності до –21,53 мВ після додавання 7 мас. % поверхнево-активної речовини в порівнянні з дистильованою водою. Завдяки кращій дисперсії частинок теплопровідність гартівного середовища також поліпшується на 39 %, досягаючи максимального значення 0,82 Вт/мК у порівнянні з гартівним середовищем без поверхнево-активної речовини, що становить всього 0,61 Вт/мК. Крім того, твердість загартованої сталі також збільшується на 29 %, досягаючи максимального значення 58 HRC при вмісті 7 мас. % поверхнево-активної речовини та 0,3 мас. % частинок ДП. Наявність дисперсних частинок ДП у гартівному середовищі забезпечує ефективну передачу тепла від високої температури до нижчої. Результати експериментів показують, що гартівне середовище на водній основі з дисперсією частинок ДП є альтернативним гартівним середовищем для отримання більш контрольованої швидкості охолодження при термічній обробці сталі і є одним із рішень для використання електронних відходів ДП

Біографії авторів

Wahyuaji Narottama Putra, Universitas Indonesia

Master of Engineering

Department of Metallurgy & Materials Engineering

Myrna Ariati, Universitas Indonesia

Professor of Metallurgy and Materials Engineering

Department of Metallurgy & Materials Engineering

Eddy Sumarno Siradj, Universitas Indonesia

Professor of Metallurgy and Materials Engineering

Department of Metallurgy & Materials Engineering

Bambang Suharno, Universitas Indonesia

Professor of Metallurgy and Materials Engineering

Department of Metallurgy & Materials Engineering

Посилання

  1. Putra, W. N., Pramaditya, P., Pramuka, P., Mochtar, M. A. (2018). Effect of Sub Zero Treatment on Microstructures, Mechanical Properties, and Dimensional Stability of AISI D2 Cold Work Tool Steel. Materials Science Forum, 929, 136–141. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.929.136
  2. Araghchi, M., Mansouri, H., Vafaei, R. (2016). The Effects of Quenching Media and Aging on Residual Stress and Mechanical Properties of 2024 Aluminum Alloy. Proceedings of Iran International Aluminum Conference (IIAC2016). Available at: https://www.researchgate.net/profile/Masoud-Araghchi/publication/303034408_The_Effects_of_Quenching_Media_and_Aging_on_Residual_Stress_and_Mechanical_Properties_of_2024_Aluminum_Alloy/links/5735e4eb08ae9ace840ae642/The-Effects-of-Quenching-Media-and-Aging-on-Residual-Stress-and-Mechanical-Properties-of-2024-Aluminum-Alloy.pdf
  3. Eissa, A. H., Hasan, H. S. (2020). Simulation and Experimental Investigation Quenching Behavior of Medium Carbon Steel in Water Based Multi Wall Carbon Nanotube Nanofluids. Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences, 23 (2), 137–143. https://doi.org/10.29194/njes.23020137
  4. Babu, K., Arularasan, R., Srinath Ramkumar, S. (2017). Quenching performance of AISI 1010 in CNT nanofluids. Materials Today: Proceedings, 4 (10), 11044–11049. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.08.065
  5. Mairizal, A. Q., Sembada, A. Y., Tse, K. M., Rhamdhani, M. A. (2021). Electronic waste generation, economic values, distribution map, and possible recycling system in Indonesia. Journal of Cleaner Production, 293, 126096. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126096
  6. Ordóñez, F., Chejne, F., Pabón, E., Cacua, K. (2020). Synthesis of ZrO2 nanoparticles and effect of surfactant on dispersion and stability. Ceramics International, 46 (8), 11970–11977. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.01.236
  7. Yahya, S. S., Harjanto, S., Putra, W. N., Ramahdita, G., Kresnodrianto, Mahiswara, E. P. (2018). Characterization and observation of water-based nanofluids quench medium with carbon particle content variation. AIP Conference Proceedings, 1964, 020006. https://doi.org/10.1063/1.5038288
  8. Jehhef, K. A., Al Abas Siba, M. A. (2019). Effect of surfactant addition on the nanofluids properties: a review. Acta Mechanica Malaysia, 2 (2), 01–19. https://doi.org/10.26480/amm.02.2019.01.19
  9. Khaleduzzaman, S. S., Mahbubul, I. M., Shahrul, I. M., Saidur, R. (2013). Effect of particle concentration, temperature and surfactant on surface tension of nanofluids. International Communications in Heat and Mass Transfer, 49, 110–114. https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2013.10.010
  10. Putra, W. N., Ariati, M., Suharno, B., Noviyanto, A., Riko, I. M. (2024). Effect of Multi-walled Carbon Nanotube and Polyethylene Glycol Addition in Nanofluid Quench Medium for Steel Heat Treatment Application. International Journal of Technology, 15 (2), 364. https://doi.org/10.14716/ijtech.v15i2.6690
  11. Hubau, A., Chagnes, A., Minier, M., Touzé, S., Chapron, S., Guezennec, A.-G. (2019). Recycling-oriented methodology to sample and characterize the metal composition of waste Printed Circuit Boards. Waste Management, 91, 62–71. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.04.041
  12. Qiu, R., Lin, M., Qin, B., Xu, Z., Ruan, J. (2021). Environmental-friendly recovery of non-metallic resources from waste printed circuit boards: A review. Journal of Cleaner Production, 279, 123738. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123738
  13. Choi, S. U. S., Eastman, J. A. (1995). Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles. No. ANL/MSD/CP-84938; CONF-951135-29. Argonne National Lab., IL (United States), 9. Available at: https://ecotert.com/pdf/196525_From_unt-edu.pdf
  14. Yang, S., Jiang, J., Wang, Q. (2020). The novel application of nonmetals from waste printed circuit board in high-performance thermal management materials. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 139, 106096. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2020.106096
  15. Jadhav, U., Hocheng, H. (2015). Hydrometallurgical Recovery of Metals from Large Printed Circuit Board Pieces. Scientific Reports, 5 (1). https://doi.org/10.1038/srep14574
  16. Cacua, K., Ordoñez, F., Zapata, C., Herrera, B., Pabón, E., Buitrago-Sierra, R. (2019). Surfactant concentration and pH effects on the zeta potential values of alumina nanofluids to inspect stability. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 583, 123960. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2019.123960
  17. Zhang, J., Ge, D., Wang, X., Wang, W., Cui, D., Yuan, G. et al. (2021). Influence of Surfactant and Weak-Alkali Concentrations on the Stability of O/W Emulsion in an Alkali-Surfactant–Polymer Compound System. ACS Omega, 6 (7), 5001–5008. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c06142
  18. Paramashivaiah, B. M., Rajashekhar, C. R. (2016). Studies on effect of various surfactants on stable dispersion of graphene nano particles in simarouba biodiesel. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 149, 012083. https://doi.org/10.1088/1757-899x/149/1/012083
  19. Jafarian, H. R., Sabzi, M., Mousavi Anijdan, S. H., Eivani, A. R., Park, N. (2021). The influence of austenitization temperature on microstructural developments, mechanical properties, fracture mode and wear mechanism of Hadfield high manganese steel. Journal of Materials Research and Technology, 10, 819–831. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.12.003
  20. Yaghoobi, F., Jamaati, R., Jamshidi Aval, H. (2021). Simultaneous enhancement of strength and ductility in ferrite-martensite steel via increasing the martensite fraction. Materials Chemistry and Physics, 259, 124204. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.124204
Визначення впливу поверхнево-активної речовини додецилбензолсульфонату натрію та дисперсних частинок на основі друкованих плат у якості нового гартівного середовища при термообробці на твердість середньовуглецевої сталі S45C

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-27

Як цитувати

Putra, W. N., Ariati, M., Siradj, E. S., & Suharno, B. (2024). Визначення впливу поверхнево-активної речовини додецилбензолсульфонату натрію та дисперсних частинок на основі друкованих плат у якості нового гартівного середовища при термообробці на твердість середньовуглецевої сталі S45C . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(12 (132), 24–33. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.317205

Номер

Том 6 № 12 (132) (2024): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Wahyuaji Narottama Putra, Myrna Ariati, Eddy Sumarno Siradj, Bambang Suharno

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.