نانو کامپوزیت اپوکسی/نانولوله ی دربررسی میزان جذب امواج الکترومغناطیسکربنی تقویت شده با ریبان های آلیاژ آمورف فاینمت

3 محسن حداد سبزوار 2 سمانه صاحبیان سقی ، 1سهیل جمالی

چکیده در این پژوهش از ص""فحات نانوکامپوزیت ه""ای اپوکس""ی/نانولوله ه""ای کرب""نی تقویت ش""ده ب""ا ریبان ه""ای آلی""اژ آم""ورف

به منظور محافظت در برابر امواج الکترومغناطیس استفاده شدهFe73.5Si16B7Nb3Cu1فاینمت با ترکیب شیمیایی ( به منظور شناسایی آمورف بودن ریبان های آلیاژ فاینمت و از تست ارتع""اشXRD از تست پراش پرتوی ایکس )است.

( جهت بررس""ی م""یزان مغن""اظش نمونه ه""ای ک""امپوزیتی اس""تفاده ش""د. همچ""نین، به منظ""ورVSMمغناطیسی نمون""ه ) شده، از آزمایش جذب امواج الکترومغناطیس م""وج بر مس""تطیلی طی""ف بان""د بررسی میزان محافظت نمونه های تهیه

استفاده گردید. مشاهدات ح""اکی از آن اس"ت ک"ه م"یزان مح"افظت م"وثر در براب"رWR90ایکس براساس استاندارد دس"ی بل ب"ه ت"رتیب در20 و 15 گیگ""اهرتز( ب"ه مق"ادیر 4/12 ت"ا 2/8امواج الکترومغناطیس در ناحیه پرت"وی ایکس )

درصد وزنی نانولوله کربنی رسیده است.5/0 و 1/0نمونه های نانوکامپوزیتی با محافظت، امواج الکترومغناطیس، نانوکامپوزیت، نانولوله کربنی، اپوکسی، آلیاژ آمورف فاینمت کلمات کلیدی:

The Study Of Electromagnetic Interference Shielding Of Nano-composite Epoxy/Carbon Nanotube Reinforced By Finemet

Amorphous Alloy

Soheil Jamali, Samaneh Sahebian Saghy, Mohsen Haddad Sabzevar

In this research, Nano composites of Epoxy /carbon nanotube sheet reinforced by Finemet amorphous

alloy with the chemical composition of Fe73.5Si16B7 Nb3Cu1 is used for EMI shielding. To determine

amorphous alloy used X-ray diffraction (XRD) and Vibrating sample magnetometer (VSM) is used to

measure the amount magnetization of composite sample. For determine shielding effectiveness of

prepared composite samples over the X-band (2.8 to 4.12 GHz) was used rectangular waveguide based

on the standard WR90. The result shows shielding effectiveness of the X-ray band reaches 15 and 20 dB,

respectively, in samples of Nano composite of carbon nanotube with 0.1 and 0.5 wt.%.

Keywords: Shielding, Electromagnetic wave, Nano Composite, Carbon Nano Tube, Epoxy, Finemet amorphous alloy

گرایش شناسایی و انتخاب مواد مهندسی-–دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد و متالورژی .1دانشگاه فردوسی مشهد

(s.sahebian@um.ac.ir دانشگاه فردوسی مشهد )–. استادیار گروه مهندسی مواد و متالورژی 2 دانشگاه فردوسی مشهد–. استاد گروه مهندسی مواد و متالورژی 3

مقدمه در س""ال های اخ""یر اس""تفاده از وس""ایل الک""تریکی و الک""ترونیکی چ""ون کامپیوتره""ای دیجیت""ال، مودم ه""ا، ایس""تگاه های تلویزی""ون و رادی""و، م""ایکروویو، تلفن هم""راه، ک""امپیوتر و غ""یره ب""ه ش""دت اف""زایش پی""دا ک""رده اس""ت. تع""داد زی""ادی از این وس""ایل ق""ابلیت انتش""ار

.[2,"" 1]انرژی ه""ای ام""واج رادی""ویی را دارند تابش ه""ای ام""واج الکترومغن""اطیس می توان""د سبب ایجاد آلودگی های صوتی، ح""رارتی و ی""ا خرابی تجه""یزات الک""تریکی ش""ود و همچ""نین می توان""د ب""رای س""المتی انس""ان ها ن""یز مض""ر

. از جمل""""ه ض""""ررهای این ام""""واج[3]باشد RNA و DNAمی توان به جلوگیری از بازس""ازی

در بدن انسان، افزایش احتمال سرطان هایی نظ""یر س""رطان خ""ون و تغی""یر در ف""یزیولوژی

. ت""اثیرات منفی[4]مغز انس""ان اش""اره نم""ود ام""واج ب""ر ف""یزیولوژیکی ش""امل ت""اثیر آن در فرآین""د خ""واب و عملکرده""ای ادراکی مانن""د

.[5]ضربان قلب و فشار خ""ون اش""اره نم""وددر پژوهش""ی ص""ورت گرفت""ه توس""ط میک""ا )

Mika)نش""""""ان داده ش""""""د ک""""""ه ام""""""واج الکترومغن""اطیس منتش""ر ش""ده ب""ا فرک""انس

مگاهرتز که توس""ط گوش""ی های هم""راه902 تولید می شود، زم""ان پاس""خ گویی مغ""ز را ب""ه

. این[7]کاره""""ای س""""اده اف""""زایش می دهد عوامل سبب ایجاد جنجالی جهانی در رابط""ه با به خط""ر افت""ادن س""المتی انس""ان ب""ه دلی""ل انتش""ار می""دان های الکترومغناطیس""ی ش""ده است. همچنین با توجه ب""ه رون""د رو ب""ه رش""د استفاده از این ابزارها در کاربردهای تجاری، نظامی و محصوالت الکتریکی، تولی""د م""وادی مناسب جهت محافظت در براب""ر انرژی ه""ای امواج الکترومغن""اطیس نی""ازی رو ب""ه ف""زونی

. م""واد محاف""ظ در براب""ر ام""واج[6,"" 1]است الکترومغن""اطیس، ب""ا ه""دف مح""دود نم""ودن ان""رژی ام""واج الکترومغن""اطیس و همچ""نین جلوگ""یری از تکث""یر ان""رژی آنه""ا در محی""ط،

. مکانیسم های مح""افظت[7]ساخته می شوند مواد در برابر امواج الکترومغن""اطیس ش""امل بازتاب، جذب و بازتاب های متع""دد اس""ت. در مکانیس""م بازت""اب ام""واج الکترومغن""اطیس، م""اده ی محاف""ظ بایس""تی رس""انای الک""تریکی باش""د ک""ه این ام""ر منج""ر ب""ه ایج""اد و اتص""ال مسیرهای رس""انا م""ورد نی""از در داخ"ل نمون""ه می ش""""""ود. در اث""""""ر برخ""""""ورد ام""""""واج الکترومغن""اطیس ب""ا الکترون ه""ا و حفره ه""ای داخل م""اده ی محاف""ظ، م""وج بازت""اب ش""ده و این ام""ر منج""ر ب""ه از دس""ت رفتن مق""داری انرژی موج می شود. اگرچه در مواد محافظ، رسانابودن شرط اصلی نیست اما با افزایش خاصیت رسانایی در ماده، ق""ابلیت مح""افظت

Duanاف""زایش پی""دا می کن""د. دوان یوپین""گ )

Yuping)و همکارانش در ارتباط با رس""انایی و Shieldingحف"اظت م""وثر ) effectiveness -SEدر )

Polyک"""""امپوزیت پلی آنیلین"""""گ ) Annealing) پژوهش"""ی را انج"""ام دادن"""د. آنه"""ا رس"""انایی الک""تریکی و حف""اظت م""وثر کامپوزیت ه""ای رس"""انا ساخته ش"""ده از رزین س"""یلیکون ب"""ا درص"""دهای گون"""اگونی از هیدروکلریک اس"""ید

( را درPAN-HClآالییده ش"""""""ده در پلی آنیلین ) 1500 ت""ا 3فرکانس ه""ای پ""ایین )گس""تره ی

مگ""اهرتز( بررس""ی کردن""د. نت""ایج حاص""ل از پ"""ژوهش نش"""ان داد ک"""ه حف"""اظت م"""وثر

افزایشPAN-HClکامپوزیت با افزایش نسبت ]و مقدار مق"اومت م"اده ک"اهش پی"دا می کند

. ج"""ذب، دومین مکانیس"""م مح"""افظت در[6 برابر امواج الکترومغناطیس، می باشد. برای ایجاد مکانیسم جذب قابل توج""ه در محاف""ظ، بایس""""تی دو قطبی ه""""ای الک""""تریکی و ی""""ا مغناطیسی در ماده ی محافظ موجود باش""ند. سومین مکانیسم محافظت بازتاب پی درپی و متوالی است. به منظور محافظت از طری""ق مکانیسم بازتاب های متع""دد، م""اده ی محاف""ظ بایس""تی دارای فص""ل مش""ترک قاب""ل ت""وجهی

. ام"""واجی ک"""ه تحت ت"""اثیر این[9,""" 8]باشد

مکانیس""م ها ق""رار نگ""یرد، ب""دون اتالف ت""وانموج از ماده عبور می کنند.

مواد کامپوزیتی پایه پلیمر ب""ه دلی""ل وزن کم، هزینه ی تولیدی کم، استحکام به وزن باال و ف""رآوری آس""ان جهت بک""ارگیری در م""واد محاف""ظ، ام""روزه بس""یار م""ورد توج""ه ق""رار

Carbonنانولوله ه""ای کرب""نی )."" [10]گرفته اند

Nano Tube – CNT "") خواص منحصر ب""هدارای فردی چون قط""ر کم، چگ""الی پ""ایین، نس""بت طول به قطر باال، س""اختار منحص""ر ب""ه ف""رد، رس""انای الک""تریکی ب""اال و پای""داری ح""رارتی می باش""ند. از این م""واد ب""رای اس""تفاده ب""ه عن""وان پرکنن""ده ی رس""انا ب""ا ب""ازدهی ب""اال در ک"""امپوزیت و جهت س"""اختن کامپوزیت ه"""ای

-10]رسانا با درصد وزنی کم اس""تفاده نم""ود . به منظور ایجاد حفاظت در برابر امواج[14

الکترومغناطیس می ت""وان از توزی""ع پودره""ای نانولول""ه کرب""نی در رزین ه""ای پلیم""ری جهت اف"""زایش خ"""واص الک"""تریکی م"""واد م"""رکب

. [15]استفاده نمودYonglaiی""ونگالی ین""گ ) Yang)و همک""ارش

پژوهش""ی را در م""ورد فوم ه""ای ک""امپوزیتی پلی استیرن و نانولوله ی کرب""نی انج""ام دادن""د.

% وزنی ن""انولوله ی کرب""نی7آنها ب""ا اف""زایش دس"""ی بل م"""یزان20در ک"""امپوزیت، ح"""دود

محافظت موثر را مشاهده کردند. با استفاده از نانولوله های کربنی ب""ه ج""ای نانوالیاف ه""ای کرب"""نی، در پلی اس""تیرن حف""اظت بیش""تری مش""اهده ش""د. در پ""ژوهش آنه""ا، مکانیس""م غالب در مح""افظت ک"امپوزیت پلی اس"تیرن و ن"""""انولوله ی کرب"""""نی، بازت"""""اب ام"""""واج

. ژونفن""گ لی""و )[16]الکترومغن""اطیس ب""ودZunfeng Liu)و همک""""ارانش از ک""""امپوزیت

پلی اورتان/نانولوله ی کربنی تک دی""واره جهت بررس"""ی حف"""اظت م"""وثر در براب"""ر ام"""واج الکترومغناطیس استفاده نمودند. آنها اختالط نانولوله ی کربنی تک دی""واره را ب"ا پلی اورت"ان با اس""تفاده از روش مخل""وط ف""یزیکی س""اده

درصد وزنی نانولول""ه کرب""نی20انجام دادند. دس""ی بل17تک دیواره، میزان حفاظت موثر

را از خود نشان داد. مکانیسم غ""الب در این م""اده ی ک""امپوزیتی بازت""اب ب""ود. آنه""ا نش""ان دادند که ب""ا اف""زایش م""یزان نانولول""ه کرب""نی تک دی""واره و فرک""انس، مکانیس""م غ""الب از بازتاب به ج""ذب تغی""یر می کن""د. عالوه ب""ر این تحقیق""ات آنه""ا نش""ان داد ک""ه در درص""دهای

درصد در فرکانس ثابت ب""ا10وزنی باالتر از افزایش نانولوله کرب""نی تک دی""واره، خاص""یت جذب در کامپوزیت افزایش یافت""ه اس""ت. ب""ه

گیگ""اهرتز در4/12عنوان نمونه در فرکانس درص""د وزنی15ک""امپوزیت تق""ویت ش""ده ب""ا

نانولوله ی کربنی، م""یزان بازت""اب و ج""ذب ب""ه درص""د7/42 درص""د و 8/52ت""رتیب براب""ر

می باشد. آنها ادعا نمودند که ب""ا آن""الیز رفت""ار انتقال امواج الکترومغناطیس و خ""واص ذاتی

Lossک"""امپوزیت، اف"""زایش مم"""ان م"""یرایی )

Tangent)وابسته به افزایش قسمت موهومی ]ث"ابت دی الکتری""ک م"اده ی ک""امپوزیتی هست

17]. در این پژوهش سعی بر آن است ک""ه ب""ا اس""تفاده م""اده ک""امپوزیتی پای""ه اپوکس""ی ب""ه م""یزان ب""االیی از حف""اظت در براب""ر ام""واج

4/12 تا 2/8الکترومغناطیس در باند ایکس ) گیگ"""اهرتز( رس"""ید. ب"""ه این جهت از آلی"""اژ آم""ورف ف""اینمت ب""ه عن""وان تقویت کنن""ده ب""ا خاص""یت مغناطیس""ی خ""وب در فرکانس ه""ای باال استفاده گردید. عالوه بر این، جهت ایج""اد رس""انش در ک""امپوزیت زمین""ه اپوکس""ی از

و1/0ن""انولوله ی کرب""نی در درص""دهای وزنی استفاده شد. در این پ""ژوهش از آزم""ون5/0

ام""واج الکترومغن""اطیس م""وج بر مس""تطیلی جهت بررس""ی حف""اظت م""وثر نانوک""امپوزیت اپوکسی/نانولوله ی کربنی تقویت شده با آلیاژ

درWR90آم""ورف ف""اینمت طب""ق اس""تاندارد نظر گرفته شد.

مواد و روش تحقیق

در این پژوهش از نانولوله ی کربنی آلی""اژ آم""""ورف ف""""اینمت ب""""ا ت""""رکیب ش""""یمیایی

Fe73Cu1Nb3Si13 /5B9/5و رزین اپوکس""""""""""ی استفاده شد. همچنین به منظور اسیدش""ویی، حذف ناخالصی و ایجاد گروه ه""ای ع""املی ب""ر روی سطح ن""انولوله ی کرب"نی از نیتریک اس"ید

درصد خلوص ساخت م""رک )آلم""ان( و60با آب دیونیزه استفاده گردید.

در تولی""""""""""""""د نانوک""""""""""""""امپوزیت اپوکسی/نانولوله کربنی، در مرحله ی ابت""دایی، ب""ه منظ""ور حل ش""دن نانوله ه""ای کرب""نی در اپوکسی، نانولوله های کربنی را با استفاده از فرآین""د اسیدش""ویی، ع""امل دار ش""دند. ب""دین

5 گ""رم ن""انولوله ی کرب""نی در 1/0منظ""ور، 2میلی لی""تر اس""ید نیتری""ک، ب""ه م""دت زم""ان

ساخت کمپانیساعت در حمام اولتراسونیک FALK ایتالیا )از سری LBS2 وات125 با ت""وان

و س""پس ب""ه کیل""وهرتز( 40-60و فرک""انس درجه ی50 س"""""اعت در دم"""""ای 2م"""""دت

س""انتی گراد در هم زن مغناطیس"""ی مخل""وط شسشتش""و ب""ا آب مقط""ر در چن""دین گردی""د.

انجام شد. در نهایت pH=7مرحله جهت ایجاد س""اعت در8خشک نمودن نمونه ها ب""ه م""دت

درج"""ه س"""انتی گراد در آون تحت90دم"""ای ش""رایط خال ص""ورت گ""رفت. جهت س""اخت

گ""رم10کامپوزیت مقداری نانولوله کربنی با درجه ی س""انتی گراد ب""ه50اپوکسی در دمای

دقیق""ه توس"ط هم زن مغناطیس""ی،15م""دت مخلوط گردی""د. محل""ول اپوکس""ی/ن""انولوله ی

میلی متر1کربنی در درون قالب به ضخامت ریخته شد و به منظور حذف حباب های نمونه

س""اعت در درون ق""الب تحت24ب""ه م""دت فش"""""ار ق"""""رار گ"""""رفت. نانوک"""""امپوزیت

در4/0اپوکس"ی/ن""انولوله ی کرب""نی ب""ه ابع""اد ( ب""رش دادهWR90 اینچ )طبق اس""تاندارد 9/0

شد. سپس تک الیه ی آم""ورف ف""اینمت در بین نانوکامپوزیت اپوکسی/نانولوله ی کربنی قرار

5/0 و 1/0گ""رفت. دو نم""ونه ی ک""اپوزیتی ب""ا

درص""د وزنی ن""انولوله ی کرب""نی تهی""ه و ب""ه مش""خصCNT0/5و CNT0/1ترتیب ب""ا نام ه""ای

شدند. پراش اشعه ی پرت""و ایکس در ش""رایط از

2θ=10−80 محدوده ی Cukαامواج و گ""ام°0 /02 به منظور تشخیص آلیاژ آمورف م""ورد°

اس"""تفاده ق"""رار گ"""رفت. همچ"""نین م"""یزان مح""افظت م""وثر م""اده ی م""رکب تولی""دی در برابر امواج الکترومغناطیس با کمک دس""تگاه ج""ذب ام""واج الکترومغن""اطیس و براس""اس

12 ت""ا 8در بان""د فرکانس""ی WR90اس"تاندارد گیگ""""اهرتز ب""""ا اس""""تفاده از روش م""""وج بر

Rectangularمس"""تطیلی ) Waveguide)توس"""ط PNAدس"""تگاه م"""وج بر E8363B و س"""اختار

( استفاده شد.Waveguide Structureمستطیلی )ز آزمایش مغناطیس سنج نمونه ی م""رتعش )ا

Vibrating Sample Magnetometer-VSM مدل )VSMF

ساخت شرکت مغناطیس دانش پژوه کاشان جهت ان""دازه گیری مغن""اطش م""اده اس""تفاده

شد.

نتایج و بحث طیف پراش پرتوی ایکس1در شکل

آلیاژ آمورف فاینمت آمده است. با توجه به 44شکل، پیک عنصر آهن در زاویه تقریبی درجه مشاهده می شود. به دلیل حداکثر

بودن درصد عناصر آهن موجود در آلیاژ و حل شدن عنصرهای دیگر در آهن، شبکه آهن افزایش حجم پیدا کرده و پیکی با انحراف از

پیک شبکه آهن در پراش اشعه ایکس مشاهده می شود. با توجه به عدم وجود پیک

تیز در طیف پراش اشعه ایکس آلیاژ، می توان ادعا نمود که آلیاژ مورد استفاده

دارای ساختاری آمورف می باشد. نمودار مغن""اطش ب""ر حس""ب2در شکل

میدان اعم""الی حاص""ل از تس""ت مغناطیس""ی در دمای ات"اق آورده CNT0/5نمونه کامپوزیتی

شده است. همانطور ک"ه مش"اهده می ش"ود،

به دلیل کم بودن مس""احت محص""ور نم""ودار، نمونه ی کامپوزیت تولید شده در براب""ر تغی""یر می"""دان اعم"""الی از خ"""ود مق"""اومتی نش"""ان نمی دهد و از تلفات انرژی در اثر تغییر میدان اعم"""الی می ت"""وان ص"""رف نظ"""ر ک"""رد. این خاص"""""""یت نش"""""""ان دهنده ی خاص"""""""یت س""وپرپارامغناطیس بودن نم""ونه ی ک""امپوزیتی

CNT0/5می باش""د. این عوام"""ل س""بب قاب"""ل استفاده بودن م""اده ی ک""امپوزیتی در هس""ته ی مواد مغناطیس""ی می باش""د. هم""انطور ک""ه در مقدم""ه آورده ش""ده اس""ت، علت کم ب""ودن مساحت محصور را می ت""وان ب""ه ع""دم وج""ود جریان گ"ردابی در م"اده مرتب"ط دانس""ت. ب"ه دلی""ل آنک""ه نمون""ه در می""دان مغناطیس""ی، مغن""اطیس می ش""ود، از این م""اده می ت""وان جهت ق""""""""ابلیت مح""""""""افظت ام""""""""واج الکترومغناطیس از طریق مکانیسم ج""ذب را در ماده را به مق""دار کم پیش بی""نی نم""ود. در

مقادیر مغناطش اش""باع، مغن""اطش1جدول پسماند و وادارندگی آورده شده است.

طیف محافظت موثر )3در شکل SEامواج الکترومغناطیس نمونه ی )

8در محدوده ی فرکانسی CNT0/1کامپوزیتی گیگاهرتز )محدوده ی ایکس( آمده4/12تا

است. داده های خروجی این آزمایش به می باشد. مقادیرS12 و S11صورت نمودارهای

به ترتیب، میزان بازتابS12 و S11پارامترهای امواج و میزان محافظت نمونه ی کامپوزیتی را برحسب دسی بل نشان می دهد. همانطور

CNT0/1 برای S21که مشاهده می شود مقدار

- دسی بل می باشد.15به طور میانگین برابر ،3 در شکل S11با توجه به مقادیر حاصل از

محافظت از طریق بازتاب را مکانیسم غالب در نمونه کامپوزیتی می توان در نظر گرفت. بازتاب امواج الکترومغناطیس را می توان به

حضور آلیاژ آمورف فاینمت و نانولوله ی

کربنی مربوط دانست. یونگ الی یانگ )Yonglai Yang)و همکارانش محافظت موثر

(SEکامپوزیت پایه پلیمر را در گستره ی ) فرکانسی ایکس مورد بررسی قرار دادند. با

توجه به پژوهش آنها میزان محفاظت درصد وزنی5/0نمونه ی کامپوزیتی با حضور

دسی بل5/2نانولوله ی کربنی مقدار . با توجه به حضور مقدار کم[16]می باشد

نانولوله ی کربنی در نمونه ی کامپوزیتیCNT0/1 ،سهم آن در میزان محافظت کم

می باشد و بیشترین سهم محافظت مربوطبه آلیاژ آمورف فاینمت هست.

S12 طیف پارامتر 4در شکل شماره ( امواجSEکه نشان دهنده ی حفاظت موثر)

الکترومغناطیس کامپوزیت می باشد، در باند گیگاهرتز( برای دو12 تا 8فرکانسی ایکس )

آورده CNT0/5و CNT0/1نمونه ی کامپوزیتی شده است. با توجه به شکل، میزان حفاظت

CNT0/5( برای نمونه ی کامپوزیتی SEموثر )

- دسی بل می باشد. با افزایش20برابر درصد نانولوله ی کربنی میزان محافظت

موثر ماده در برابر امواج الکترومغناطیس افزایش پیدا کرده است. علت آن را می توان مرتبط با افزایش میزان رسانایی دانست. با

افزایش نانولوله ی کربنی، میزان رسانایی ماده ی کامپوزیتی افزایش پیدا می کند که این

امر منجر به افزایش برخورد امواج الکترومغناطیس با مسیرهای رسانایی داخل

نمونه ی کامپوزیتی می گردد. این امر سبب محافظت بیشتر در برابر امواج

الکترومغناطیس می شود. چانگ شو ژیانگ )Changshu Xiang)و یونگ الی یانگ در پژوهشی

میزان محافظت موثر کامپوزیت های تقویت شده با نانولوله ی کربنی را انجام

دادند. آنها مشاهده نمودند که با افزایش کسر حجمی نانولوله ی کربنی در کامپوزیت،

میزان محافظت موثر افزایش یافته است که به دلیل افزایش رسانایی ماده ی

کامپوزیتی در حضور نانولوله ی کربنی . عالوه برا این نتایج آنها[18, 12]می باشد

نشان داد که میزان محافظت موثر در کامپوزیت به کسر حجمی نانولوله ی کربنی

.[18]وابسته است که S11 طیف پارامتر 5در شکل

نشان دهنده ی بازتاب امواج الکترومغناطیس تا8می باشد، در باند فرکانسی ایکس )

گیگاهرتز( برای دو نمونه ی کامپوزیتی4/12CNT0/5 وCNT0/1 آورده شده است. به توجه

برای نمونه ی S11به شکل، میزان پارامتر - دسی بل2برابر CNT0/5کامپوزیتی

S12 و S11می باشد. با توجه به پارامترهای مشابه نمونه ی CNT0/5نمونه ی کامپوزیتی

CNT0/1 مکانیسم غالب جهت محافظت بازتاب امواج الکترومغناطیس توسط آلیاژ آمورف فاینمت و با سهم کمتر نانولوله ی

کربنی می باشد. دو نمونه ی S11با مقایسه ی داده های

مشاهده CNT0/1و CNT0/5کامپوزیتی می شود که میزان بازتاب امواج

الکترومغناطیس با افزایش درصد وزنی نانولوله ی کربنی کاهش یافته است، اما از

CNT0/5آنجاییکه حفاظت موثر در نمونه ی

روند افزایشی داشته CNT0/1نسبت به است، می توان ادعا نمود که حضور

نانولوله ی کربنی سبب افزایش حفاظتموثر توسط سایرمکانیسم های شده است.

برای اندازه گیری میزان مح""افظت م""اده (Shielding Effectiveness (SE)از حفاظت موثر )

اس""تفاده می ش""ود. حف""اظت م""وثر م""واد ب""ر ( ب""هPiحس""ب نس""بت ت""وان ام""واج عب""وری )

تعری""ف می گ""ردد. (Poتوان امواج برخوردی ) طب""ق رابطه ی(SEبنابراین، حف""اظت م""وثر )

زیر بدست می آید:

SE=10 log(PiPo

)

درS21با جایگذاری مقدار متوسط میزان افتCNT0/5و CNT0/1نمونه های

امواج الکترومغناطیس به ترتیب برابر درصد می باشد که به47/86 و 86/77

معنای افزایش میزان محافظت موثر مادهدر برابر امواج الکترومغناطیس هست.

نتیجه گیری در این پ""""""ژوهش ک""""""امپوزیت الیه ای نانوک""""امپوزیت اپوکس""""ی/ن""""انولوله کربنی تقویت شده با آلیاژ آمورف آمورف به منظ""ور محافظت در براب""ر ام""واج الکترومغناطیس""ی تهیه شد. نانوکامپوزیت های تهی""ه ش""ده دارای

درص""""د ن""""انولوله ی5/0 و 1/0درص""""دهای کرب""""""نی می باش""""""ند. جهت شناس""""""ایی آمورف بودن الیه ه""ای آلی""اژ آم""ورف از تس""ت

( اس""تفاده ش""د.XRDپ""راش پرت""وی ایکس ) نتایج آزمایش، حاکی از آمورف بودن و غ""الب ب""ودن عنص""ر آهن در ریب""ان ب""ود. از تس""ت

( ب""ه منظ""ورVSMارتعاش مغناطیسی نمونه ) شناسایی مغناطیس بودن م""اده ی ک""امپوزیتی تهیه ش""ده اس""تفاده گردی""د. کم ب""ودن م""یزان مق"""اومت م"""اده در براب"""ر تغی"""یرات می"""دان مغناطیس""""""""ی خ""""""""ارجی دلیلی ب""""""""ر س""وپرپارامغناطیس بودن نم""ونه ی ک""امپوزیتی تهیه شده، می باشد. در نه""ایت نمونه ه""ا تحت آزم"""""ون مح"""""افظت در براب"""""ر ام"""""واج الکترومغن""اطیس ب""ا اس""تفاده از اس""تاندارد

WR90 گیگ""اهرتز12 ت""ا 8 در بان""د فرکانس""ی )بان"""""د ایکس( ب"""""ا اس"""""تفاده از م"""""وج بر مستطیلی ش"""کل ق"""رار گرفتن"""د. نمونه ه"""ای

ب""ه ت""رتیب ت""وانCNT0/5 و CNT0/1کامپوزیتی دسی بل20 و 15موج برخوردی را به میزان

کاهش دادند. نتایج نشان داد، مکانیسم غالب جهت حف""""""""اظت در براب""""""""ر ام""""""""واج الکترومغن""اطیس، مکانیس""م بازت""اب توس""ط آلی"اژ آم""ورف ف""اینمت و نانولوله ه""ای کرب""نی بود. حضور نانولوله ی کرب""نی ب""اعث اف""زایش(1)

مح"""افظت از طری"""ق اف"""زایش رس"""اناییکامپوزیت می گردد.

-طیف پراش پرتو ایکس آلیاژ آمورف فاینمت.1شکل

021- 08- 04- 0 04 08 02161-

21-

8-

4-

0

4

8

21

61

(rg/

ume)

noi

tazi

teng

aM

(eO) H

.CNT-0/5 نمونه ی کامپوزیتی VSM- نمودار 2شکل

M- مقادیر 1جدول s ،MR و H c بدست آمده برای نمونه ی CNT-0/5 حاصل از تست VSM.

مقدارکیمیت

Saturateمغناطش اشباع )Magnetization-M s)emu/gr16

Remanence-Mمغناطش پسماند ) R)emu/gr9/0

Coercivity -Hوادارندگی ) c)Oe 84/1

8 9 01 11 2102-

61-

21-

8-

4-

0

(Bd)

sre

tem

araP

S

(zHG) ycneuqerF

21S 11S

. CNT0/1 نمونه ی کامپوزیتیS- نمودار پارامتر 3شکل

8 9 01 11 2103-

52-

02-

51-

01-

5-

0

(Bd)

21S

(zHG) ycneuqerF

5/0TNC 1/0TNC

در باند ایکس.CNT0/5 و CNT0/1 برای نمونه های کامپوزیتی S12- نمودار پارامتر 4شکل

8 9 01 11 2101-

8-

6-

4-

2-

0

(Bd)

11S

(zHG) ycneuqerF

1/0TNC 5/0TNC

.CNT0/5 نمونه ی کامپوزیتی S-نمودار پارامتر 5شکل

مراجع

1. Cheng, K., S. Ramakrishna, and K. Lee, "Electromagnetic shielding effectiveness of copper/glass fiber knitted fabric reinforced polypropylene composites". Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2000. 31(10): p. 1039-1045.

2. Ozimek, M., D. Gaworska-Koniarek, and W. Wilczyński, "Shields of Electromagnetic Wave Based on Amorphous and Nanocrystalline Soft Magnetic Materials."

3. Gupta, A. and V. Choudhary, "Electromagnetic interference shielding behavior of poly (trimethylene terephthalate)/multi-walled carbon nanotube composites". Composites Science and Technology, 2011. 71(13): p. 1563-1568.

4. Su, C.-I. and J.-T. Chern, "Effect of stainless steel-containing fabrics on electromagnetic shielding effectiveness". Textile Research Journal, 2004. 74(1): p. 51-54.

5. Huber, R., et al., "Exposure to pulsed high‐frequency electromagnetic field during waking affects human sleep EEG". Neuroreport, 2000. 11(15): p. 3321-3325.

6. Yuping, D., L. Shunhua, and G. Hongtao, "Investigation of electrical conductivity and electromagnetic shielding effectiveness of polyaniline composite". Science and Technology of Advanced Materials, 2005. 6(5): p. 513-518.

7. Neelakanta, P.S., "Handbook of electromagnetic materials: monolithic and composite versions and their applications". 1995: CRC press.

8. Chung, D., "Materials for electromagnetic interference shielding". Journal of Materials Engineering and Performance, 2000. 9(3): p. 350-354.

9. Yang, S., et al.,"Electromagnetic interference shielding effectiveness of carbon nanofiber/LCP composites". Composites Part A: applied science and manufacturing, 2005. 36(5): p. 691-697.

10. Jou, W.-S., H.-Z. Cheng, and C.-F. Hsu, "The electromagnetic shielding effectiveness of carbon nanotubes polymer composites". Journal of Alloys and Compounds, 2007. 434: p. 641-645.

11. Shi, S.-L. and J. Liang, "The effect of multi-wall carbon nanotubes on electromagnetic interference shielding of ceramic composites". Nanotechnology, 2008. 19(25): p. 255707.

12. Yang, Y., et al., "Novel Carbon Nanotube−Polystyrene Foam Composites for Electromagnetic Interference Shielding". Nano Letters, 2005. 5(11): p. 2131-2134.

13. Kong, K., et al., "Effect of processing methods and functional groups on the properties of multi-walled carbon nanotube filled poly (dimethyl siloxane) composites". Polymer bulletin, 2012. 69(8): p. 937-953.

14. Mathur, R., et al., "Electrical and mechanical properties of multi‐walled carbon nanotubes reinforced PMMA and PS composites". Polymer Composites, 2008. 29(7): p. 717-727.

15. Micheli, D., et al., "Electromagnetic characterization and shielding effectiveness of concrete composite reinforced with carbon nanotubes in the mobile phones frequency band". Materials Science and Engineering: B, 2014. 188: p. 119-129.

16. Yang, et al., "Novel Carbon Nanotubeâ ��Polystyrene Foam Composites for Electromagnetic Interference Shielding". Nano Letters, 2005.

17. Guo"\n"%A Yongsheng Chen, Z.L.n.A.G.B.n.A.Y.H.n.A.Y.M.n.A.F.D.n.A.F.L.n.A.T., "Reflection and absorption contributions to the electromagnetic interference shielding of single-walled carbon nanotube/polyurethane composites". Carbon, 2007.

18. Xiang, C., Y. Pan, and J. Guo, "Electromagnetic interference shielding effectiveness of multiwalled carbon nanotube reinforced fused silica composites". Ceramics international, 2007. 33(7): p. 1293-1297.