شماره بازیابی	EN META ۳۸۰
عنوان	بررسی میزان جذب امواج الکترومغناطیس در کامپوزیت تقویت شده با ذرات آمورف پایه آهن و نانولوله کربنی
عنوان لاتین	Study of Electromagnetic Waves Absorption in Composites Reinforced by Iron-based Amorphous Particles and Carbon Nanotubes
نویسنده	موذن، ساره - Moazen, Sare
استاد راهنما	حدادسبزوار، محسن
مقطع تحصیلی	کارشناسی ارشد
سال دفاع از پایان نامه	۱۳۹۹
رشته	مهندسی مواد - شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
توصیفگر	امواج الکترو‌مغناطیس
توصیفگر	چندسازه
توصیفگر	آهن
توصیفگر	بی‌ریخت
توصیفگر	نانولوله کربنی
توصیفگر	چندسازه بسپاری
چکیده فارسی	هدف این پژوهش ساخت کامپوزیت زمینه پلیمری با قابلیت محافظت در برابر امواج الکترومغناطیس و افزایش میزان جذب امواج می باشد. در این دسته از کامپوزیت ها، برای دستیابی به رسانایی الکتریکی و در نتیجه محافظت مؤثر مطلوب، به درصدهای بالای فاز رسانا نیاز می باشد که مشکلات فرآوری و هزینه ی زیاد را دارد. از این رو، یافتن روش هایی به منظور کاهش میزان فاز رسانای مورد نیاز یکی از بزرگترین چالش های محققین در ساخت این دسته از کامپوزیت هاست. در این پژوهش، به منظور دستیابی به رسانایی الکتریکی بالا در درصدهای وزنی کم فاز رسانا، نانوکامپوزیت های دارای ساختار توزیع تجمعی به روش اختلاط در حالت خشک تولید شدند. کامپوزیت های تولیدی به دو دسته ی HDPE/CNT (s-CPC) و کامپوزیت های هیبریدی HDPE/CNT/Finemet تقسیم شده اند. در کامپوزیت های هیبریدی، فاز مغناطیس آلیاژ آمورف پایه آهن با نام فاینمت، در 5، 10 و 15 درصد وزنی به منظور بهبود محافظت و جذب بخش مغناطیس موج الکترومغناطیس به همراه wt% 6 نانولوله کربنی استفاده شد. در ساخت کامپوزیت های دارای توزیع تجمعی فاز رسانا، عموماً از پلیمرهای دارای ویسکوزیته مذاب بالا استفاده می شود و در این پژوهش استفاده از HDPE به عنوان زمینه، که از ویسکوزیته مذاب بالایی برخوردار نمی باشد، مهم ترین چالش ساخت کامپوزیت ها بوده که در قالب گیری تحت فشار MPa 4، زمان 3 دقیقه و دمای به ترتیب 129 و 127 درجه سانتی گراد به ترتیب درکامپوزیت های s-CPC و هیبریدی، حصول این ساختار میسر گشت. مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی، کاملاً توزیع نانولوله های کربنی در نواحی بین مرزی گرانول ها را تأیید کرده است. هم چنین، حد آستانه ی پایین و برابر vol% 075/0 و بیشینه رسانایی الکتریکی S/m 388 در wt% 8 نانولوله ی کربنی از ویژگی های منحصر به فرد کامپوزیت های تولیدی بوده است. مطابق نتایج، کامپوزیت های هیبریدی اگرچه در دسته ی مواد رسانا قرار گرفته اند، اما در مقایسه با کامپوزیت های s-CPC رسانایی کمتری داشتند. در نتیجه، افت میزان محافظت مؤثر نیز در آن ها مشاهده شده است. با بررسی رفتار محافظت در برابر امواج الکترومغناطیس کامپوزیت ها، بیشینه ی محافظت در کامپوزیت s-CPC با wt% 6 از نانولوله کربنی و ضخامت mm 4، برابر با dB 8/24 به دست آمد. بیشینه ی محافظت در کامپوزیت های هیبریدی، در نمونه با 15 درصد وزنی فاز آمورف و ضخامت 2 و 3 میلی متر، برابر dB 8/11 به دست آمد. علاوه بر این، نمونه های s-CPC، با ضخامت 3 و 4 میلی متر، به ترتیب در بازه های فرکانسی GHz 6/11 – 6/10 و بالای GHz 10 با محافظت مؤثر بیشتر از dB 20، پاسخگوی نیازهای مصارف تجاری می باشند. بررسی مکانیزم های محافظت نشان داد که مکانیزم غالب محافظت در تمامی کامپوزیت ها، جذب بوده و بیشینه ی سهم جذب در کامپوزیت های s-CPC و هیبریدی، به ترتیب تا 93 و 80 درصد از موج تابشی رسیده است.
چکیده لاتین	The aim of this thesis was to fabricate polymer matrix composites with developed ability of absorbing electromagnetic waves. Obtaining high Electrical conductivity to reach a suitable Electromagnetic shielding requires high conductive filler amounts which entail economic and processing issues. Therefore, one of the main challenges of these composites is finding ways to lower conductive filler contents. To overcome this challenge, segregated structure composites were fabricated by dry mixing method that were categorized as HDPE/CNT (s-CPC) and HDPE/CNT/Finemet hybrid composites. Hybrid nanocomposites were fabricated at 5, 10 and 15 wt% of Finemet Iron based amorphous alloy to improve shielding and also absorbing the magnetic part of electromagnetic waves along with 6 wt% of CNTs. High melt viscosity polymers are mainly used in segregated structure composites. Using low melt viscosity polymer as the matrix was the main challenge of this research that was conquered by molding at 4 MPa for 3 minutes at 129 and 131 ℃ for s-CPC and hybrid composites, respectively. SEM observations confirmed the presence of CNTs at the boundaries of polymer granules. Furthermore, low percolation threshold of 0.075 vol% and maximum electrical conductivity of 388 S/m at 8 wt% of CNT was obtained. Although, hubrid nanocomposites possessed lower electrical conductivity compared to s-CPCs, they still fit in conducting materials category. Lower electrical conductivity appears itself as lower electromagnetic shielding in these samples. Measurements show the highest obtained shielding effectiveness was 24.8 dB in s-CPC composites with 6 wt% CNT and 4 mm thickness. Maximum shielding of 11.8 dB occured in hybrid composites with 15 wt% finemet and 3 mm thickness. Moreover, samples with 6 wt% CNT and 3 and 4 mm thickness, had shielding effectiveness above 20 dB that is required for commercial applications, at frequency range of 10.6 – 11.6 GHz and above 10 GHz, respectively. Furthermore, absorption was the dominant shielding mechanism in all samples and reached up to 93% and 80% in s-CPC and hybrid nanocomposites, respectively
لیست فایلها:	۲۰ صفحه اول پایان نامه