Spelling suggestions: "subject:"matematerials engineering"" "subject:"datenmaterials engineering""
251 |
Oxidation of heat resistant stainless steels in a pelletizing processNilsson, Erik January 2014 (has links)
No description available.
|
252 |
Solid metal induced embrittlement of titanium alloysÅkerfeldt, Pia January 2012 (has links)
Titanium alloys were for a time believed to be highly resistant to environmentally assisted cracking because of their ability to form a protective oxide film on the surface. Their resistance can still be considered to be high, but when cracking resistance was originally defined to ensure reliable functionality of fracture-critical components, certain conditions that promote cracking were discovered. One of the environmental assisted cracking processes relevant to titanium alloys is solid metal induced embrittlement (SMIE). SMIE refers to the embrittlement that occurs in normally ductile materials under tensile stress in contact with solid metals with a lower melting temperature than titanium. Even though failures resulting from SMIE are rare, they do occur, partly because the industry is not aware of conditions under which SMIE may exist. Titanium alloys are frequently used in the aerospace industry where solid copper contact can be found in for instance, welding electrodes and fixtures in various manufacturing processes. The main scope of the present work has been to clarify the effect of copper in contact with titanium alloys with respect to SMIE and further to increase the understanding of SMIE. Three titanium alloys: Ti-8Al-1V-1Mo, Ti-6Al- 2Sn-4Zr-2Mo and Ti-6Al-4V have been evaluated in contact with copper, and in contact with gold for comparison.In order to be able to evaluate SMIE, a U-bend test method adapted from an aerospace recommended practice for stress-corrosion cracking (ARP SAE 1795A) was modified for SMIE evaluation. The acceptability of the test method was successfully established by using reference specimens that were intended to crack (or not to crack) when in contact with the embrittling environment. The results of the SMIE tests show that both Ti-8Al-1V-1Mo and Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo are susceptible to SMIE in contact with copper and gold, whilst no SMIE was observed with Ti-6Al-4V. Based on these findings it is suggested that the SMIE susceptibility of titanium alloys is dependent on alloy composition. Furthermore, resistance welded Ti-8Al-1V-1Mo and Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo were evaluated to investigate whether the presence of copper electrodes, (the welding operation itself) could lead to SMIE. No SMIE was found in the resistance welded specimens, which may be explained by the short time that the copper electrodes were in intimate contact with the titanium alloy, the magnitude of residual stresses after welding, or both, which were too low to initiate SMIE. In order to obtain a better understanding of the crack path characteristics and the mechanisms involved, one U-bent specimen showing SMIE (Ti-8Al-1V-1Mo with copper) was selected for further examination using electron backscatter diffraction (EBSD). The EBSD results indicated a preferable crack propagation path along high angle grain boundaries, which supports the suggested adsorption mechanism of the embrittling species at the crack tip. A tendency for favourable crack growth along grain boundaries adjacent to grains oriented close to [0001] in the crack direction could also be seen, which indicates that there is a connection between the SMIE crack characteristics and the crystallographic orientation.
|
253 |
Waste-derived hard carbon anode materials for sodium-ion batteries : The potential of using cardboard as precursor material in sodium-ion batteries for hard carbon production in SwedenBjörlin, Axel, Hansson, Alexander, Zhou, Yanxi Lucie January 2023 (has links)
In recent years, sodium ion batteries (SIBs) have emerged as a strong contender to lithium-ion batteries (LIBs). The most promising anode for the SIBs is hard carbon (HC), which can be derived from a wide variety of raw materials and waste globally. Using waste as raw material for SIB anodes has the potential to be a low-cost and sustainable alternative to the expensive and unsustainable LIB components. Recent research has presented a lot of potential waste-derived precursor materials for HC anodes for SIBs. However, the research of waste-derived precursors that are geographically relevant to Sweden are lacking. Given the abundance of annual waste cardboard in Sweden as well as the lack of research about it as a HC- anode, this study aims to explore its viability a precursor material for waste-derived HC anode production. For comparison, we have also included sawdust, an abundant material previously studied in Sweden, in our investigation. This study used a two-step carbonization approach, pyrolysis and high-temperature carbonization, to produce HC from cardboard. Specifically, the impact of varying carbonization temperatures (800, 1000, and 1300°C) on the structural characteristics of the hard carbon was investigated. The samples were analysed using SEM, Raman and XRD to determine their structural parameters. It was also tested for electrochemical performance by producing a half-cell battery, where it was tested for its capacity and initial coulombic efficiency (ICE). Furthermore, an economic analysis was made to review the profitability of the process where it was concluded that it is more profitable to produce HC compared to incinerating it for energy, and that sawdust-derived HC is more profitable to produce in comparison to cardboard-derived HC. The results revealed sub-optimal structural parameters and an unsatisfactory electrochemical performance with a capacity of 108.9 - 140.8 mAhg-1 and an ICE of 77.3% for the cardboard-derived HC. The poor performance primarily stemmed from the high ash content of 17.49% within the cardboard, indicating that untreated cardboard should not be used as a raw material for a SIB anode and is not suitable for commercial usage. / De senaste åren har natriumjonbatterier (SIBs) slagit igenom som en stark kandidat för att konkurrera med litiumjonbatterier (LIBs). Den mest lovande anoden för SIBs är "hard carbon” (HC), vilket kan produceras från en bred skara av råmaterial i världen. Att använda avfall som ursprungsråvara till HC-anoder for SIBs har potential att vara ett hållbart och lågkostnadsalternativ till de dyra och ohållbara LIB komponenterna. Ny forskning har framfört många nya potentiella avfallshärstammande råmaterial för HC-anoder till SIBs. Däremot är forskningen kring passande avfall som är geografiskt relevanta för Sverige bristande. Med ett överflöd av årligt kartongavfall i Sverige, samt bristen på forskning om det som HC-anod, siktar studien på att undersöka möjligheterna kring att använda kartong som avfallshärstammanderåmaterial till HC produktion. För att jämföra omfattade vi också sågspån som ursprungsmaterial, ett annat råmaterial som har studerats tidigare i Sverige. Detta utforskades genom att producera HC från kartong. Denna studie använde en två-stegspyrolysprocess, pyrolys och carbonisering för att tillverka HC. Specifikt undersöktes påverkan av olika carboniseringstemperaturer (800, 1000, och 1300°C) på de strukturella egenskaperna hos HC-proverna. Proven blev analyserade med hjälp av SEM, Raman och XRD för att kunna fastställa deras strukturella parametrar. Proven testades därefter för elektrokemisk prestanda genom att skapa ett halv-cellbatteri där de blev testade för kapacitet och ”initial coulombic efficiency” (ICE). Utöver det gjordes en ekonomisk analys på processen där det kunde fastställas att det var mer lönsamt att producera HC än att bränna ursprungsmaterialet för energi, samt att sågspånurvunnet HC var mer lönsamt jämfört med kartongurvunnet HC. Resultaten som erhållits gav ogynnsamma strukturella parametrar samt undermålig elektrokemisk prestanda med en kapacitet på 108.9 - 140.8 8 mAhg-1 och en på ICE 77.3% för HC från kartong. De dåliga resultaten berodde mestadels på den höga mängden aska i kartongen, som mättes upp till 17.49% vilket indikerar att obehandlad kartong inte borde användas som ett råmaterial till anoder i SIBs och är därför inte lämpligt för kommersiell användning.
|
254 |
Preparation and properties of sapphire/alumina long fibre compositesAntti, Marta-Lena January 1999 (has links)
The research described in the thesis concerns the preparation and properties of oxide/oxide composites and in particular composites consisting of an oxide matrix reinforced with continuous oxide fibres and intended for use as structural materials at very high temperatures. For this application particular attention must be paid to the behaviour of the fibre/matrix interface and to the properties of the fibre. The research has involved two main aspects (i) a thorough review of the physical and mechanical properties of candidate oxides with emphasis on elastic properties and creep properties and (ii) the experimental development of methods to produce continuous fibre reinforced oxide/oxide composites. / <p>Godkänd; 1999; 20070404 (ysko)</p>
|
255 |
Numerical and experimental investigation of multiple gas jet flow behaviour in the gas atomization processDarvishghanbar, Mahsa January 2022 (has links)
In several industrial applications, the interaction of supersonic gas jets is encountered such as gas atomization, jet engines and the basic oxygen furnace process. In the gas atomization process, high pressure gases are converted to high velocity gas jets through convergent-divergent nozzles. These high velocity gas jets break up the stream of the molten metal into fine droplets. Therefore, it is essential to develop a deep knowledge of interaction between the gas jets and the liquid metal and the dynamics of jets as a step towards optimizing the gas atomization process. This will enable higher process efficiency at lower cost and energy consumption. In this study, the gas interaction behaviour of the two gas jets from two convergent-divergent nozzles with the same geometry have been modelled using Ansys Fluent software. The result of the computational fluid dynamics simulation has been also compared with an experimental study that has been done under similar conditions to the simulation. The results of this study have shown that, by decreasing the nozzle interaction angle the maximum velocity along the symmetry axis will be increased. However, according to the velocity contour plots the maximum velocity when the gas interaction angle is 20°, 5° and 0°, the maximum velocity reached to 676 m s-1, 698 m s-1 and 696 m s-1 respectively. In addition, it was found that the maximum value of the jet velocity along the symmetry axis decreases with an increase in distance between the nozzles. However, according to the velocity contour plots for the 18mm, 10mm and 5mm distance between the nozzles the maximum velocity reached to 696 m s-1, 685 m s-1 and 683 m s-1 respectively. In general, when the gas jets have higher velocity, they have higher kinetic energy to disintegrate the stream of the molten metal. Therefore, higher gas jet velocity leads to powder with smaller particle size. The results of this study can be used to design better nozzles configuration in gas atomization process in order to achieve better process efficiency. Moreover, the finding of this study will help to build more complex simulations with more nozzles in the model. / I flera industriella tillämpningar påträffas samspelet mellan överljudsgasstrålar, såsom gasförstoftning, jetmotorer och den grundläggande syrgasugnsprocessen. I gasatomiseringsprocessen omvandlas högtrycksgaser till höghastighetsgasstrålar genom konvergenta divergerande munstycken. Dessa gasstrålar med hög hastighet bryter upp strömmen av den smälta metallen till fina droppar. Därför är det viktigt att utveckla en djup kunskap om interaktionen mellan gasstrålarna och den flytande metallen och dynamiken hos strålarna som ett steg mot att optimera gasatomiseringsprocessen. Detta kommer att möjliggöra högre processeffektivitet till lägre kostnad och energiförbrukning. I denna studie har gasinteraktionsbeteendet för de två gasstrålarna från två konvergent-divergerande munstycken med samma geometri modellerats med hjälp av Ansys Fluent-programvara. Resultatet av simuleringen av beräkningsvätskedynamik har också jämförts med en experimentell studie som har gjorts under liknande förhållanden som simuleringen. Resultaten av denna studie har visat att genom att minska munstyckets interaktionsvinkel kommer den maximala hastigheten längs symmetriaxeln att ökas. Enligt hastighetskonturen plottas emellertid den maximala hastigheten när gasinteraktionsvinkeln är 20°, 5° och 0°, den maximala hastigheten nådde 676 ms - 1 , 698 ms -1 respektive 696 ms -1. Dessutom fann man att det maximala värdet för strålhastigheten längs symmetriaxeln minskar med en ökning av avståndet mellan munstyckena. Enligt hastighetskonturdiagrammen för 18 mm, 10 mm och 5 mm avståndet mellan munstyckena nådde den maximala hastigheten till 696 ms - 1 , 685 ms -1 respektive 683 ms -1. I allmänhet, när gasstrålarna har högre hastighet, har de högre kinetisk energi för att sönderdela strömmen av den smälta metallen. Därför leder högre gasstrålehastighet till pulver med mindre partikelstorlek. Resultaten av denna studie kan användas för att utforma bättre munstyckeskonfiguration i gasatomiseringsprocessen för att uppnå bättre processeffektivitet. Dessutom kommer resultatet av denna studie att bidra till att bygga mer komplexa simuleringar med fler munstycken i modellen.
|
256 |
Development of Nickel-Titanium Shape Memory Alloys using Electron Beam MeltingManolios, Georgios January 2022 (has links)
In this project, the effect of electron beam melting on the behavior of NiTi shape memory alloyshas been studied, with focus on the effects of recycling powder within the process and theprocess parameters used and how “smoking” is affected. Flowability, powder characteristicsand chemical composition have been evaluated using imaging analysis techniques, Hallflowmeter measurements, FT4 powder rheometry and energy dispersive X-ray spectroscopyboth in virgin powder and in recycled powders. It has been found that increasing the numberof times a powder is recycled up to 25 or 50 widens the particle size distribution curve andshifts the size to lower values. Meanwhile, the mean circularity slightly increases. Bulkcomposition of the powder particles is close to equiatomic even with increased recycling;however oxygen pickup on the particle surface is observed, combined with an increase in thetitanium concentration at the surface. This implies that there is a titanium oxide layer on thesurface. Flowability is better for the recycled powders; however, no clear correlation betweenthe conditioned bulk density and the flowability has been found. Moreover, it was found thatthe chance of powder “smoking” increases with decreasing particle size and the electrostaticrepulsive force of two identical particles of the recycled powder is 1.25 times stronger than thevirgin powder. The attractive electrostatic forces were found to decrease as the number ofrecycling events increases. Electron beam process parameters have been found to play animportant role during the preheating stage in which it was found that increased applied pre heatenergy input and low volumetric energy input could have a negative effect on the recyclabilityand “smoking” of the powder by excessively melting the top layer of the powder layer whileleaving the bottom layer unaffected. / I detta projekt har effekten av elektronstrålesmältning på beteendet hos NiTiformminneslegeringar studerats, med fokus på effekterna av återvinning av pulver i processenoch de processparametrar som används och hur "rökning" påverkas. Flödesförmåga,pulveregenskaper och kemisk sammansättning har utvärderats med hjälp av bildanalystekniker,Hall-flödesmätare, FT4-pulverreometri och energidispersiv röntgenspektroskopi både ijungfruligt pulver och i återvunnet pulver. Det har visat sig att ökning av antalet gånger ettpulver återvinns upp till 25 eller 50 vidgar partikelstorleksfördelningskurvan och skiftarstorleken till lägre värden. Samtidigt ökar medelcirkulariteten något. Bulksammansättningenav pulverpartiklarna är nära ekviatomisk även med ökad återvinning; dock observerassyreupptagning på partikelytan, kombinerat med en ökning av titankoncentrationen vid ytan.Detta innebär att det finns ett titanoxidskikt på ytan. Flytbarheten är bättre för de återvunnapulvren; dock har ingen tydlig korrelation mellan den konditionerade bulkdensiteten ochflytbarheten hittats. Dessutom fann man att risken för att pulver "rökar" ökar med minskandepartikelstorlek och den elektrostatiska avstötningskraften hos två identiska partiklar av detåtervunna pulvret är 1.25 gånger starkare än jungfrupulvret. De attraktiva elektrostatiskakrafterna visade sig minska när antalet återvinningshändelser ökar.Elektronstråleprocessparametrar har visat sig spela en viktig roll under förvärmningssteget därdet visade sig att ökad tillförd förvärmeenergi och låg volymetrisk energitillförsel kunde ha ennegativ effekt på återvinningsbarheten och "rökningen" av pulvret genom att smälta det överstalagret av pulverlagret samtidigt som det undre lagret lämnas opåverkat
|
257 |
Automation of powder level reading in a tap density testJuréen, Tim, Karlsson, Sigrid January 2021 (has links)
When using metal powder in any form of production, it needs to be stored, handled and transported. To do this effectively, it is of importance to know how the powders flow and this is governed by a behaviour called flowability. One method of assessing powder flowability is by comparing changes in powder density. The different types of densities are obtained from a tap density test, in which the reading of the powder volume is done through eye measurements. This report aimed to automate the volume reading of the test through image analysis, in order to increase the consistency and reliability of the test. The automation was done using the software ImageJ, where a macro was written to which a videorecording of a tap density test could be uploaded and automatically analysed. The result was a fully functioning macro, capable of analysing the entire test. Placing a strip of electrical tape around the cylinder enabled the powder volume to be tracked continuously. The automated readings were concluded able to provide additional information on how the powder behaved during the test itself and with a higher accuracy than using eye measurements. The method was also deemed less dependent on the person performing the test, despite a manually calibrated volume-scale. The macro achieved optimal results through some prerequisites, involving altering the lighting, background colour and camera placement. / När metallpulver används inom någon form av produktion måste det lagras, hanteras och transporteras. För att göra detta effektivt är det viktigt att veta hur ett pulver flödar och detta styrs av en egenskap som kallas flytbarhet (eng. flowability). En metod för att bedöma ett pulvers flytbarhet är genom att observera förändringar i pulvrets densitet, i ett så kallat tappdensitetstest, där avläsningen av pulvervolymen görs med ögonmått. Denna rapport ämnade att automatisera testets avläsning genom bildanalys för att öka testets tillförlitlighet och göra avläsningen mer konsekvent. Automatiseringen gjordes med hjälp av programvaran ImageJ, där ett makro skrevs, till vilket en videoinspelning av ett tappdensitetstest kunde laddas upp och automatiskt analyseras. Resultatet var ett fullt fungerande makro som kunde studera hela testet, och genom att placera en remsa eltejp runt cylindern kunde pulvervolymen analyseras kontinuerligt. De automatiska avläsningarna ansågs kunna ge ytterligare information om hur pulvret betedde sig under själva testet med en högre noggrannhet än genom ögonmått. Testet ansågs också vara mindre beroende av den som genomförde experimentet, trots att volymskalan kalibrerats manuellt. Makron uppnådde optimala resultat genom att ändra vissa parametrar i experimentets uppställning som ljussättning, bakgrundsfärg och kamerans position.
|
258 |
Characterisation of additively manufactured Inconel 718 alloy by using electrolytic extractionKoort, Leyla, Sutorius Trollbäck, Viktoria January 2021 (has links)
The formation of non-metallic inclusions (NMIs) are common in all steel grades and it is not possible as of today to be able to remove all of them. The inclusions are categorised into endogenous (oxides, nitrides, sulfides, carbides, and phosphides), and exogenous (entrapment of nonmetals: slag, mold). Their morphology, size, number, chemical composition, and location are important parameters which need to be classified and controlled as they have a big impact on the final properties of steel grades. In this study, only endogenous NMIs for the superalloy Inconel 718 were investigated. An electrolytic extraction (EE) was performed to see if this was a suitable method to be used for the study of the NMIs in powder particles, and in a metal sample produced from metal powder. The results were compared with NMIs found in conventional Inconel 718. The powder particles and the NMIs were investigated on a scanning electron microscope (SEM) for mentioned parameters. When the NMIs were classified, it was found that four inclusions (Al2O3,TiNb-N, NbTi-C, NbTiCrMo-C) were found in the metal sample produced by the powder and three (TiNb-N, NbTi-C, NbTiCr-C) in the conventional sample. Two inclusion types were the same for both alloy 718 metal samples, but all inclusions differed in number, size, morphology, and location. Furthermore, the EE method did not work for the powder particles themselves, it was concluded that the EE method was suitable for the metal sample made out of metal powder, but not the powder particles. The EE method needs to be further developed and adapted for metal powder analysis. / Icke-metalliska inneslutningar (NMI) förekommer i allt stål. Det är idag inte möjligt att eliminera dessa i tillverkning. NMI:er delas upp i endogena (oxider, nitrider, sulfider, karbider och fosfider) och exogena (infångning av icke-metaller: slagg, mögel). Deras morfologi, storlek, antal, kemiska sammansättning och placering är viktiga parametrar sommåste klassificeras och kontrolleras eftersom de har stor inverkan på stålets egenskaper. Denna studie undersökte endast endogena NMI:er för superlegeringen Inconel 718. Enelektrolytisk extraktion (EE) genomfördes för att utvärdera om EE är en lämplig metod för attstudera NMI:er i pulverpartiklar och i ett metallprov framställt av metallpulver. Resultaten jämfördes med NMI:er som finns i konventionellt producerad Inconel 718. Pulverpartiklarnaoch NMI:erna undersöktes i ett svepelektronmikroskop (SEM) för ovan nämnda parametrar. När NMI:erna klassificerades framkom det att fyra inneslutningar (Al2O3, TiNb-N, NbTi-C,NbTiCrMo-C) fanns i metallprovet producerat av pulvret och tre (TiNb-N, NbTi-C, NbTiCr-C) fanns i det konventionella provet. Två inneslutningstyper var desamma för båda legeringsprovbitar, medan NMI:erna skiljde sig åt i antal, storlek, morfologi och plats. Eftersom EE-metoden inte fungerade på pulverpartiklarna, drogs slutsatsen att EE-metoden lämpade sig för metallprovet tillverkat av metallpulver, men inte pulverpartiklarna i sig. EE-metoden måste vidareutvecklas och anpassas för analys av metallpulver.
|
259 |
Assessment of a Historical Aluminium alloy : A study on Fritzi metal along with an analysis on the properties and casting trialsHussain, Shawnee, Johansson, Emil January 2021 (has links)
During World War I, Otto Meyer invented the alloy Fritzi metal, and the composition died with him. However, there are descriptions of the alloy's properties. Previously, an attempt to identify the composition was made, resulting in simulated properties that did not match those described. In this project, Thermo-Calc simulations concerning solidus and liquidus temperatures were conducted, and combined with previous research on the Al-Zn-Cu system. These suggested that the composition 75Al20Zn5Cu wt% (weight percent) would be a closer match for the description, especially if considering that the stated melting temperature may have been the pouring temperature. In addition, density tests and calculations found the alloy significantly lighter than described. However, the description was possibly not literal. With a selected composition, casting trials, hardness and weldability tests followed. The alloy was found easy to cast with and sufficiently hard for its application. Welding the material proved to be possible if the correct method, pulsed direct current, was used. In the end, the proposed alloy was similar to the description, and potential explanations were made for the remaining differences. / Under första världskriget uppfann Otto Meyer legeringen Fritzimetall, och sammansättningen dog med honom. Däremot finns beskrivningar av legeringens egenskaper. Tidigare gjordes ett försök att identifiera sammansättningen, vilket resulterade i simulerade egenskaper som inte matchade de beskrivna. I detta projekt gjordes simuleringar i Thermo-Calc av solidustemperatur och liquidustemperatur, vilka kombinerades med tidigare forskning på Al-Zn-Cu-systemet. Sammantaget såg det ut som sammansättningen 75Al20Zn5Cu wt% (viktprocent) skulle vara närmare beskrivningarna, särskilt om man överväger att den beskrivna smälttemperaturen kan vara gjuttemperaturen. Dessutom fann test och beräkningar kring densiteten att legeringen var avsevärt lättare än den beskrevs som. Det är dock möjligt att beskrivningen inte var bokstavlig. Med en vald sammansättning följde av gjutförsök, hårdhetstest och svetsbarhetstest. Legeringen fanns vara lätt att gjuta med och hård nog för tillämpningen. Att svetsa materialet visade sig vara möjligt med korrekt metod, pulserad likström. I slutändan liknade den föreslagna legeringen beskrivningarna, och möjliga förklaringar gjordes för de kvarvarande skillnaderna.
|
260 |
Experimental Study of Internal Injector Deposits In Internal Combustion Engines Using Renewable FuelsKorir, Patrick Kiprotich January 2021 (has links)
The strive to minimize emissions in the automotive industry keeps gaining momentum. Continuous improvement of engine designs and development of more efficient fuel systems in diesel vehicles is a solution to be applauded. More importantly is the growing shift to use of renewable fuels in internal combustion engines. With countries implementing tighter regulations on emissions, and markets have witnessed a rise in the use of biofuels. Subsequently, the fuel quality varies from market to market. Blending of different fuels changes the properties of fuel as solubility of some compounds reduce. Consequently, soft particles which are precipitated in the process have been linked to deposit formation of internal diesel injector deposits (IDIDs). This project aims at investigating IDIDs and possible conditions that enhance their formation in the injector. An injector test rig operating at actual engine pressures (>2000 bars) has been constructed for this purpose. Test fuel for use in the rig is prepared at Scania by introducing soft particles into B10 fuel. Start of the test rig was performed by checking component functionality and pressure test. Due to leakage problem, a redesign of fuel collection cup was done. Evaluation of test fuel was carried to determine the suitability for deposit formation in the injector. Two screening tests were carried to investigate sticky deposit formation using the test fuel. Autoclave test was carried out at temperature of 150 0C over a period of up to four days. Frying pan test was performed to evaluate formation of deposits with increase in temperature between 90 0C to 230 0C. Analysis was carried out using SEM-EDX, GC-MS and FTIR instruments. The test fuel prepared at Scania for replication of deposits in the injector yielded positive results. Sticky deposits formed during the frying pan test evidenced by stretchy and sticky residue on the pan. FTIR analysis showed that the presence of metal carboxylate which is as a result of the metal ion soft particles. Autoclave tests showed formation of brown deposits on the vessel. SEM-EDX analysis of the brown deposits gave great insights on the morphology of the deposit contrasted to the structure of soft particles initially present in the test fuel. Soft particles are small and smeary with a regular shape while the deposits are large, irregular, agglomerated and rough in texture. This is important in understanding the transformation mechanism of soft particles to deposits. A combination of calcium and sodium soft particles in the test fuel showed better ability to form deposits during the autoclave test. GC-MS analysis showed huge decrease in the concentration of soft particles in test fuel after autoclave tests compared to initial test fuel. In conclusion, the test fuel prepared works as expected and thus can be scaled up for running the injector test rig. Additionally, test fuel containing calcium and sodium soft particles have a higher probability to form deposits. Deposits were indeed proven to be metal carboxylates as expected. / Strävan efter att minimera utsläppen inom fordonsindustrin fortsätter att ta fart. Kontinuerlig förbättring av motorkonstruktioner och utveckling av effektivare bränslesystem i dieselfordon är en lösning som bör applåderas. Ännu viktigare är den ökande övergången till användning av förnybara bränslen i förbränningsmotorer. Med länder som inför strängare utsläppsregler har marknaderna sett en ökad användning av biobränslen. Därefter varierar bränslekvaliteten från marknad till marknad. Blandning av olika bränslen förändrar bränslets egenskaper när lösligheten hos vissa föreningar minskar. Följaktligen har mjuka partiklar som fälls ut i processen kopplats till avlagringsbildning av interna dieselinjektoravlagringar (IDID). Detta projekt syftar till att undersöka IDID:s och möjliga förhållanden som förbättrar deras bildande i injektorn. En injektortestrigg som arbetar vid faktiska motortryck (>2000-bar) har konstruerats för detta ändamål. Testbränsle för användning i riggen bereds på Scania genom att mjuka partiklar förs in i B10- bränsle. Testriggens start utfördes genom kontroll av komponentens funktionalitet och trycktest. På grund av läckageproblem gjordes en omdesign av bränsleuppsamlingskoppen. En värdering av testbränslet genomfördes för att fastställa lämpligheten för deponeringsbildning i injektorn. Två screeningtester utfördes för att undersöka klibbig avlagringsbildning med hjälp av testbränslet. Autoklavtest utfördes vid en temperatur av 150 C under en period av upp till fyra dagar. Autoklavtest utfördes för att utvärdera bildandet av avlagringar med temperaturökning mellan 90 0C till 230 C. Analysen utfördes med hjälp av SEM-EDX, GC-MS och FTIR instrument. Testbränslet som förbereddes i Scania för replikering av avlagringar i injektorn gav positiva resultat. Klibbiga avlagringar som bildas under stekpannans test framgår av stretchiga och klibbiga rester på pannan. FTIR-analys visade att förekomsten av metallkarboxylat som är ett resultat av metalljonens mjuka partiklar. Autoklavtester visade bildandet av bruna avlagringar på fartyget. SEM-EDX-analysen av de bruna avlagringarna gav stora insikter om depositionens morfologi i motsats till strukturen hos mjuka partiklar som ursprungligen fanns i testbränslet. Mjuka partiklar är små och utsmetade med en regelbunden form medan avlagringarna är stora, oregelbundna, agglomererade och grova i konsistensen. Detta är viktigt för att förstå omvandlingsmekanismen för mjuka partiklar till avlagringar. En kombination av kalcium- och natriummjuka partiklar i testbränslet visade bättre förmåga att bilda avlagringar under autoklavtestet. GC-MS-analysen visade en enorm minskning av koncentrationen av mjuka partiklar i testbränsle efter autoklavtester jämfört med det ursprungliga testbränslet. Sammanfattningsvis fungerar testbränslet som förväntat och kan därför skalas upp för att driva injektortestriggen. Dessutom har testbränsle som innehåller mjuka kalcium- och natrium partiklar större sannolikhet att bilda avlagringar. Avlagringarna visade sig faktiskt vara metallkarboxylater som förväntat.
|
Page generated in 0.132 seconds