مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مشخصه‌سازی خواص الکتریکی و الکترومغناطیسی کامپوزیت‌ حاوی نانولوله های کربن

نویسندگان
1 دانشگاه تهران
2 عضو هیات علمی تمام وقت استادیار دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران
چکیده
استفاده از نانوکامپوزیت های حاوی نانولوله کربنی در صنایع فضایی به علت خواص منحصر به فرد و چند منظوره آنها رونق خاصی یافته است. استخراج خواص الکتریکی و الکترومغناطیسی مواد نانوکامپوزیتی در باند فرکانسی 12.4 تا 18 گیگاهرتز مسئله مهمی برای توسعه این مواد بشمار می‌رود. در این مقاله بررسی‌های آزمایشگاهی بر روی خواص الکتریکی و الکترومغناطیسی پلیمرهای تقویت شده با نانولوله‌های کربن صورت گرفته، خصوصیاتی از جمله رسانایی الکتریکی DC و AC، گذردهی الکتریکی، ضرایب انتقال و انعکاس، تانژانت تلفات و عمق پوستی در باند فرکانسی Ku (12.4 تا 18 گیگاهرتز) مشخصه سازی می گردد. از روش پلیمریزاسیون درجا برای ساخت نانوکامپوزیت‌های متشکل از رزین وینیل‌استر و نانولوله‌های کربن چند دیواره استفاده شده است. برای توزیع نانولوله‌های در بستر رزین از تجهیز التراسونیک استفاده شده است و جهت اندازه‌گیری خواص الکتریکی نمونه‌ها از تحلیلگر بردار شبکه استفاده شده است. کسر وزنی نانولوله‌های کربنی چند دیواره در حدود 0.1 تا 3 درصد انتخاب شده است تا بتوان تاثیر میزان نانولوله بر روی خواص را ارزیابی نمود. در نهایت با استفاده از مدار معادل الکتریکی، رفتار نمونه‌های آزمایشگاهی بر اساس مطالعه نیمه تجربی توصیف می گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Characterization of the electrical and electromagnetic properties of CNT-based composites

نویسنده English

Roham Rafiee 2
2 Assistant Prof. Faculy of New Sciences & Technolgoies University of Tehran
چکیده English

Application of carbon nanotube reinforced polymers in space industry is widely dispread due to the unique and multi-purpose properties of them Therefore, extraction of electrical and electromagnetic properties of nanocomposite materials in the frequency band of 12.4 to 18 GHz is an important issue in their development procedure. In this paper, experimental investigations on electrical and electromagnetic properties of carbon nanotube reinforced polymers are performed. The investigated properties include AC and DC electrical conductivities, permittivity, transmission and reflection coefficients, loss tangent and skin depth in Ku frequency band (12.4-18 GHz). The in situ polymerization method is selected to fabricate multi-walled carbon nanotube (MWCNT)/Vinylester nanocomposite. Ultrasonic device is used for dispersion of CNTs in resin and then Vector Network Analyzer (VNA) is employed for measurement of electrical properties of specimens. Weight fraction of MWCNT is chosen between 0.1 to 3 % in order to evaluate the influence of CNT content on investigated properties. Finally, equivalent circuit model is used to describe the observed behavior on the basis of semi-empirical study.

کلیدواژه‌ها English

Carbon nanotubes
Nanocomposites
electrical and electromagnetic properties
Experimental Study
Equivalent circuit