22044

22044

بررسي نقش پليمر پلي پيرول به صورت كامپوزيت هسته-پوسته بر جذب امواج مغناطيسي

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

1398/10/29

دكتر عليرضا خاوندي

مواد و متالورژي

در پژوهش حاضر به بررسي اثر پوسته پليمري پلي‌پيرول بر خواص جذب امواج الكترومغناطيس نمونه حاوي ذرات سخت و نرم مغناطيسي پرداخته شد. هسته سخت مغناطيس هگزافريت استرانسيوم دوپ شده با كاتيون فلزي آلومينيوم به روش سل-ژل سنتز و به روش كاهشي بر سطح اين ذرات آلياژ نرم مغناطيس آهن-كبالت اعمال شد. در نهايت با مقادير مختلف وزني (1:1، 1:2 و 1:3) بين ذرات مغناطيسي و پليمر، بر روي سطح ذرات مغناطيسي پوسته‌اي از جنس پلي‌پيرول قرار گرفت. تست‌هاي بررسي فازي، ريزساختاري، مغناطيسي و الكترومغناطيسي به ترتيب توسط XRD، SEM، VSM و VNA انجام شد. نتايج الگوهاي پراش اشعه ايكس نشان‌دهنده تشكيل تركيب تك فاز هگزافريت استرانسيوم بعد از آلاييده شدن و حضور پيك‌هاي مربوط به آلياژ آهن-كبالت و پيرول حاكي از تشكيل اين دو فاز بود. نتايج مغناطيس‌سنج نمونه مرتعش حاكي از وقوع پديده كوپل تبادلي بين ذرات مغناطيسي سخت و نرم و از طرفي كاهش مغناطش اشباع و افزايش نيروي وادارندگي بعد از اعمال پوسته غيرمغناطيسي پلي‌پيرول رخ داد. همچنين بررسي‌هاي ريرساختاري و تست‌ آناليز عنصري حاكي از پراكندگي مناسب ذرات و تشكيل پوسته يكنواخت پليمر بر سطح ذرات بود. از طرفي نتايج تست الكترومغناطيس نمونه‌هاي تهيه شده حاكي از افزايش پهناي باند جذبي پس از اعمال پوسته پليمري بوده كه در بهترين حالت در صورت استفاده از نسبت وزني 1:2 بين ذرات مغناطيسي و پوسته پليمري، در ضخامت mm 2 بيشينه اتلاف انعكاس در حدود dB 22- و پهناي باند در حدود GHz 7/2 حاصل شد. كاهش ضخامت و افزايش پهناي باند جذبي در مقدار بهينه استفاده از پوسته پليمري حاكي از افزايش در مقادير پارامترهاي اتلافي بود. مقدار بهينه اعمال پوسته پليمري پلي‌پيرول بر سطح ذرات 1:2 تعيين شد.

1399/04/21

Investigation of the role of polypyrol polymer as core-shell composite on magnetic waves

1/19/2020 12:00:00 AM

In the present study, the effect of polypropylene polymer shell on the absorption of electromagnetic waves of sample containing hard and soft magnetic particles was investigated. The magnetic hard core of strontium hexaferrite doped with aluminum metal cation was synthesized by sol-gel method and subtracted on the surface of these soft iron-cobalt magnet alloy particles. Finally magnetic particles and polymer with different ratio(1:1, 1:2, 1:3) were applied on magnetic particles shell made of polypropylene. Phase characterizing, microstructural, magnetic and electromagnetic tests were respectively performed by XRD, SEM, VSM and VNA. The results of the X-ray diffraction patterns indicate the Composition of single-phase strontium hexaferrite formation after doping and presence of iron- Cobalt and pyrrole alloy peaks indicated the formation of these two phases. The results of the vibrating sample magnetometer indicated the occurrence of Interchangeable coupling phenomenon between hard and soft magnetic particles and on the other hand decrease magnetization saturation and increase The coercive force after applying of the non-magnetic polypropylene shell. Also structural and elemental analysis showed proper particles dispersion and uniform polymer shell on particle's surface. On the other hand, the result of samples electromagnetic test showed an increase in the absorption bandwidth after applying polymer shell and ,the best, using a 1: 1 weight ratio between the magnetic particles and the polymer shell, and a thickness of 2 mm reflection loss around 11-db and bandwidth of about 7.1GHz was achieved.Thickness decrease and absorption bandwidth increae at the optimum amount of polymer shell usage indicated an increase in dissipation parameter values. The optimum amount of applying polypropylene polymer shell on particles surface was indicated the 1:1 ratio.