PREPARATION OF WATER HYACINTH-BASED CARBON FIBERS AND APPLICATION IN POWDER METAL FORMING
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
This study aimed to examine the carbon fiber preparation from water hyacinth fibers which could be applied as graphite powder replacement in powder metallurgy process. The objective was to be the guideline for reducing costs in powder metallurgy process. The hyacinth fibers were fabricated into carbon fibers through the carbonization process. Under the condition of pure nitrogen gas, the effects of different carbonization temperatures on the carbon fiber structure were investigated. In addition, the morphology of the prepared carbon fibers was determined by scanning electron microscope and transmission electron microscope. Structural ratio of graphite to carbon amorphous structure was analyzed by Raman spectroscopy technique. According to the applications, the prepared carbon fibers were mixed in a 316L stainless steel powder and formed at a sintering at temperature of 1300 ° C for 45 minutes. The sample would be tested for tensile strength according to JIS Z2241 standard compared with a stainless-steel sample mixed with graphite powder. It was found that the carbon fibers prepared at high carbonization temperatures tended to obtain a higher graphite structure than carbon fibers prepared at low temperatures. In addition, the tensile strength of carbon fiber-alloyed stainless steels prepared at high carbonization temperatures was higher than that of carbon-fiber-alloyed stainless steels prepared at low carbonization temperatures and stainless steel mixed with graphite powder.
Article Details
References
กิตติคุณ เรืองชัย, เรืองเดช ธงศรี, มนภาส มรกฏจิดา, รุ่งทิพย์ กระต่ายทอง, ธฤติ ตันประยูร, ธัญพร ยอดแก้ว, นาตยา ต่อแสงธรรม, อัศสฎาวุฒิ ปาทาคา และ อัมพร เวียงมูล. (2559). ผลของคาร์บอนต่อโครงสร้างจุลภาคและความต้านทานการสึกหรอของเหล็กกล้า Fe-Mo-Si-C ที่เตรียมโดยกรรมวิธีโลหะผง. วารสารวิทยาศาสตร์บูรพา, 22(ฉบับพิเศษ), 493-502.
นพพล เกตุประสาท.(2561). ผักตบชวา.สืบค้นเมื่อวันที่ 6 กุมภาพันธ์ 2561จาก http://clgc.agri.kps.ku.ac.th/.
นัยนันทน์ อริยกานนท์. (2561). ผักตบชวากับการบำบัดสารมลพิษในน้ำ. วารสารสิ่งแวดล้อม, 22(3), 49-55.
บุศรินทร์ ทวีคูณ. (2562). การเตรียมนาโนไฟเบอร์จากฟางข้าวและการเตรียมฟิล์มคอมโพสิตไวนิลแอลกอฮอล์ (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต). นครปฐม. มหาวิทยาลัยศิลปากร.
พัชรี คำธิตา. (2556). วัสดุพอลิเมอร์คอมโพสิทย่อยสลายได้จากพอลิโอลิฟีนและผักตบชวา. ในการประชุมวิชาการมหาวิทยาลัยรังสิต ประจำปี 2556. วันที่ 4 เมษายน 2556. มหาวิทยาลัยรังสิต, จังหวัดปทุมธานี. หน้า 190-197.
Afanasov, I. M., Shornikova, O. N., Avdeev, V. V., Lebedev, O. I., Van Tendeloo, G., & Matveev, A. T. (2009). Expanded graphite as a support for Ni/carbon composites. Carbon, 47(2), 513-518.
Anudechakul, C., Vangnai, A. S., & Ariyakanon, N. (2015). Removal of Chlorpyrifos by Water Hyacinth (Eichhornia crassipes) and the Role of a Plant-Associated Bacterium. International Journal of Phytoremediation, 17, 678-685.
Biao, C., Shufeng, L., Hisashi, I., Lei, J., Umeda, J., Takahashi, M., & Katsuyoshi, K. (2015). Carbon nanotube induced microstructural characteristics in powder metallurgy Al matrix composites and their effects on mechanical and conductive properties. Journal of Alloys and Compounds, 651, 608-615.
Darmstadt, H., Sümmchen, L., Ting, J. M., Roland, U., Kaliaguine, S., & Roy, C. (1997). Effects of surface treatment on the bulk chemistry and structure of vapor grown carbon fibers. Carbon, 35(10-11), 1581-1585.
Eduardo, M. C., Antonio, M., Díaz-Díez, M. A., & Ortiz, A. L. (2008). Textural and morphological study of activated carbon fibers prepared from kenaf. Microporous and Mesoporous Materials, 111(1-3), 523-529.
Elias, S. H., Mohamed, M., Anuar, A. N., Muda, K., Hassan, M. A. H. M., Othman, M. N., & Chelliapan, S. (2014). Water hyacinth bioremediation for ceramic industry wastewater treatment-application of rhizofiltration system. Sains Malaysiana, 43(9), 1397-1403.
Hossain, M. E., Sikder, H., Kabir, M. H., & Sarma, S. M. (2015). Nutritive of water hyacinth (Eichhornia crassipes). Journal of Animal and Feed Research, 5(2), 40-44.
Li, S., Sun, B., Imai, H., Mimoto, T., & Kondoh, K. (2013). Powder metallurgy titanium metal matrix composites reinforced with carbon nanotubes and graphite. Composites: Part A, 48, 57-66.
Macías-García, A., Cuerda-Correa, E. M., Olivares-Marín, M., Díaz-Paralejo, A., & Díaz-Díez, M. (2012). Development and characterization of carbon-honeycomb monoliths from kenaf natural fibers: A preliminary study. Industrial Crops and Products, 35(1), 105-110.
Marsh, H., & Rodríguez-Reinoso, F. (2006). CHAPTER 9 - Production and Reference Material. In Activated Carbon. London : Elsevier Science Ltd,.
Park, S. H., Jo, S. M., Kim, D. Y., Lee, W. S., & Kim, B. C. (2005). Effects of iron catalyst on the formation of crystalline domain during carbonization of electrospun acrylic nanofiber. Synthetic Metals, 150(3), 265-270.
Qin, Y., Jia, Y., Yue, J., Niu, D., Zhang, X., Zhou, X., Li, N., & Yuan, W. (2012). Controllable synthesis of carbon nanofiber supported Pd catalyst for formic acid electrooxidation. International Journal of Hydrogen Energy, 37(9), 7373-7377.
Rashad, M., Pan, F., Asif, M., & Li, L. (2015). Enhanced ductility of Mg–3Al–1Zn alloy reinforced with short length multi- walled carbon nanotubes using a powder metallurgy method. Progress in Natural Science: Materials International, 25, 276-281.
Soheil, A., Alireza, K., & Sheydaei, M. (2009). Optimization of activated carbon fiber preparation from Kenaf using K2HPO4 as chemical activator for adsorption of phenolic compounds. Bioresource technology, 100(24), 6586-6591.
Vidya, S., & Girish, L. (2014). Water hyacinth as a green manure for organic farming. International journal of Research in Applied Natural and Social Sciences, 2, 65-72.
Ying, G., Xianhua, W., Jun, W., Xiangpeng L., Jianjun, Ch., Haiping, Y., & Hanping, Ch. (2013). Effect of residence time on chemical and structural properties of hydrochar obtained by hydrothermal carbonization of water hyacinth. Energy, 58, 376-383