ساخت و سنتز كامپوزيت زمينه پليمري آهن_ كبالت به روش پرينت سه بعدي و بررسي خواص مغناطيسي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

چكيده: در اين پژوهش، تأثير اكسيد‌آهن (Fe3O4) و اكسيد‌كبالت (Co3O4) بر خواص مغناطيسي كامپوزيت‌هاي پليمري با درصدهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته‌است. اين كامپوزيت‌هاي زمنيه پليمري با استفاده از روش پرينت سه‌بعدي ساخته شد. هدف از پژوهش ساخت كامپوزيت هاي توسعه يافته كه كاربرد‌هاي بالقوه‌اي در زمينه‌هاي مختلف از جمله الكترونيك، موتور، توليد انرژي بادي دارند. ساختار و ويژگي اين كامپوزيت‌ها با مشخصه‌يابي مغناطيس‌سنج نمونه مغناطيسي (VSM)، الگوي پراش‌اشعه‌ايكس (XRD)، طيف سنجي مادون‌قرمز‌تبديل‌فوريه (FTIR)، ميكروسكوپي الكتروني‌روبشي (SEM) و ترموگراويمتري ((TGA بررسي شده است. آناليز VSMخاصيت مغناطيسي اين كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري را تائيد كرد. افزايش ميزان Fe3O4 در فيلامنت‌ها، سبب افزايش مقدار گشتاور مغناطيسي كلي در ساختار مي‌شود. در مقابل، Co3O4يك ماده مغناطيسي، فرومغناطيسي ضعيف‌تر از Fe3O4 است.كامپوزيت %5/12 Co3O4- %5/37 Fe3O4-%50PLA، اشباع مغناطيسemu/g‌75 و رمانس emu/g‌23 و Oe310 را دارا مي‌باشد و با افزايش مقدار درصد اكسيد‌آهن خواص مغناطيسي افزايش ميابد. در XRD نشان داد كه كامپوزيت‌هاي داراي اكسيد‌آهن و اكسيد‌كبالت ساختار كريستالي دارند و كامپوزيت‌هاي داراي بيشترين درصد اكسيد‌آهن ساختار كريستالي منظم‌تر و شدت پيك‌هاي بالاتري، كه نشان دهنده توضيع يكنواخت‌تر ذرات اكسيد در زمينه پليمري است. آناليز FTIR نشان مي‌دهد شدت پيك‌ها با توجه به درصد اكسيد‌آهن و اكسيد‌كبالت تغير ميكند. باندهاي جذبي خاصي در فركانس‌هاي cm-13400 (هيدروكسيل) و cm-11620 (كربوكسيل) كامپوزيت‌ها شناسايي شدند. همچنين، پيوندهاي فلز- اكسيژن در Fe3O4 و Co3O4 با باندهاي جذبي در فركانس‌هاي cm-1580 و 660 تاييد شدند. همچنين براي تصاوير SEM مورفولوژي ساختار كامپوزيت‌ها و اندازه دانه‌ها مورد بررسي قرار گرفت، كه نشان داد پراكندگي ذرات اكسيد‌آهن و اكسيد‌كبالت در كامپوزيت %5/12 Co3O4-% 5/37 Fe3O4-%50 PLA به خوبي ديده شده‌است و سطح آگلومره نشده‌است. اندازه تخلخل در كامپوزيت %25Fe3O4-%75PLA، µm‌56 نشان داده‌است. در آناليزTGA نتايج نشان مي‌دهد كه كامپوزيت %5/37Co3O4 -%5/12Fe3O4-%50 PLA كاهش جرم كمتري به ترتيب 1/0%، %58 و5/2% نسبت به كامپوزيت %50‌Co3O4 -50% PLA با كاهش جرم به ترتيب 3/0%، 69% و 3% را نشان داده‌است.

233250

شناسايي و انتخاب مواد

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان