ساخت ايروژل هيبريدي گرافن/ مگنتيت و بررسي خواص مكانيكي و حرارتي آن

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش ايروژل گرافن با استفاده از اكسيد گرافن و تري سديم سيترات به عنوان عامل احيا كننده و با روش هيدروترمال تهيه شد. سپس ايروژل‌هاي هيبريدي گرافن-مگنتيت در مقادير مختلف10، 20 و 30 درصد وزني مگنتيت نسبت به وزن اكسيد گرافن توليد شدند. سوسپانسيون پايدار حاوي گرافن اكسيد و نانوذرات مگنتيت به منظور ساخت ايروژل هيبريدي گرافن-Fe3O4 از طريق فرآيند خودآرايي الكترواستاتيك آماده شد. نتايج روش‌هاي مشخصه‌يابي‌هاي مختلف، احياي اكسيد گرافن را به خوبي نشان دادند. در اثر ساخت هيبريد پايدار GO-Fe3O4، نانوذرات مگنتيت توسط صفحات گرافني كپسوله شدند كه اين امر توسط تصاوير ميكروسكپي تاييد شدند. با انجام آناليز TGA مشاهده شد كه نمونه ايروژل هيبريدي گرافن-10 درصد مگنتيت تا دماي°C 600 مقدار 30% كاهش وزن از خود نشان داده است كه نسبت به نمونه گرافن ايروژل با مقدار 45% كاهش وزن كمتر بوده است. همچنين در طي آزمون‌ مكانيكي استحكام فشاري نمونه ايروژل هيبريدي گرافن-10 درصد مگنتيت به اندازه ۲.۱۸ برابر نسبت به گرافن ايروژل بيشتر بود . نمونه گرافن ايروژل و ايروژل هيبريدي گرافن مگنتيت تا كرنش 80 درصد فشرده و پس از باربرداري، به طور كامل در بازه‌ي زماني يك الي سه دقيقه به ارتفاع اوليه خود ( ارتفاع پيش از بارگزاري نيرو) بازگشتند. استحكام فشاري در كرنش 80 درصد براي ايروژل گرافني و ايروژل هيبريدي حاوي 10، 20 و 30 درصد وزني مگنتيت برابر با ۵.۹۳، ۱۲.۹۶، ۶.۸۵، kPa ۶.۳۷ بود كه نمونه هيبريدي حاوي 10 درصد مگنتيت بهترين رفتار را از خود نشان داد. افزودن نانو ذرات Fe3O4 ظرفيت عايق حرارتي بودن آيروژل هيبريدي گرافن مگنتيت را افزايش داد. رفتار انتقال حرارت نمونه‌هاي ايروژلي از طريق بررسي رفتار تابشي نمونه در حين گرمايش و سرمايش نشان مي‌دهد كه نمونه ايروژل هيبريدي گرافن- 10 درصد مگنتيت در مقايسه با ايروژل گرافن داراي نرخ گرمايش و سرمايش كمتري است.

193521

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي نانو - فناوري نانومواد

دكتر ميثم جلالي