توليد و مشخصه يابي پارچه كربن پوشش داده شده با آلياژ مغناطيسي نيكل/كبالت براي محافظت در برابر امواج الكترومغناطيس

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

الياف كربن (CFs) لايه نشاني شده با نانوذرات فلزات مغناطيسي توجه زيادي را براي كاربردهاي الكترونيكي پيشرفته به خود جلب كرده‌اند. از اين روي، آلياژهاي مغناطيسي از نيكل/كبالت (Ni/Co) با استفاده از فرايند آبكاري روي سطح الياف كربن جهت توليد NiCo-CFs پوشش داده شدند. براي اولين بار، آلياژهاي مختلف NiCo با تنظيم نسبت‌هاي مولي Ni2+ به Co2+ (1: 5/0، 1: 1 و 1: 2) به دست آمدند. ساختار سطحي، آناليز عنصري، رنگ، ريزساختار، افزايش وزن، هدايت الكتريكي و خواص مغناطيسي NiCo-CFs به عنوان تابعي از نسبت‌هاي مولي Ni2+ به Co2+ مورد بررسي قرار گرفت. مورفولوژي سطح و آناليز عنصري نشان داد كه نانوذرات آلياژ NiCo به طور يكنواخت روي سطوح CFs پوشش داده شده¬اند. با تغيير نسبت مولي Ni2+ به Co2+ از 5/0 : 1 به 1:2، ميانگين اندازه نانوذرات به طور مداوم از nm 14 ± 83 بهnm 194±42 افزايش يافت. علاوه بر اين، با افزايش اندازه نانوذرات، خواص مغناطيسي آلياژهاي NiCo به طور قابل توجهي بهبود يافت. تغيير نسبت مولي Ni:Co به 1:1 خواص ريزساختاري آلياژ NiCo را بهبود بخشيد، نه تنها هدايت الكتريكي را به S/cm 61/25 ± 42/571 افزايش داد، بلكه ميزان محافظت در برابر امواج الكترومغناطيس را به dB 7/52- افزايش داد. دوام فوق‌العاده بالاي ساختار NiCo-CFs با تغيير شكل خمشي و عمليات اولتراسونيك با انرژي بالا مورد مطالعه قرار گرفتند. در مرحله بعد، فرايند توليد NiCo-CFs با استفاده از روش رويه پاسخ (RSM) مدل سازي و بهينه سازي شدند. تأثير هم‌زمان چگالي جريان و زمان لايه نشاني آلياژ نيكل/كبالت در نسبت مولي 1:1، Ni2+ به Co2+ روي الياف كربن مورد بررسي قرار گرفت. روش RSM براي بررسي تأثيرات دو عامل مهم لايه نشاني بر روي ميزان افزايش وزن، هدايت الكتريكي و محافظت در برابر امواج استفاده گرديد. نتايج مدل‌هاي RSM نشان دادند هر دو عامل چگالي جريان و زمان لايه نشاني بر روي عملكرد NiCo-CFs بسيار تأثيرگذار است. تنظيمات چگالي جريان برابر با A/dm2 2/3 و زمان لايه نشاني s 180 منجر به دستيابي به ميزان محافظت بيشينه گرديد. مقادير افزايش وزن برابر با wt.% 11/0 ± 16/6، هدايت الكتريكي S/cm 55/39 ± 64/625 و محافظت در برابر امواج الكترومغناطيس برابر با dB 8/0 ± 8/63- در شرايط فوق به دست آمدند. نتايج به دست آمده نشان دادند كه روش RSM مي-تواند به عنوان ابزاري قدرتمند در توليد NiCo-CFs سبك، ابررسانا، دوام بالا و محافظ با كارائي بالا مورد استفاده قرار گيرد.

222065

الياف

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان