31250

بررسي تاثير افزودن مَكسين (Ti3C2Tx) بر بهبود عملكرد جذب امواج مايكروويو نانو ذرات فريت كبالت ((CoFe2O4

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي

1400

1403/06/26

دكتر سيد مرتضي مسعودپناه

دكتر سيد مرتضي مسعودپناه

مهندسي مواد و متالورژي

در ساليان اخير، با پيشرفت روزافزون دستگاه‌هاي الكترونيكي، تداخل امواج الكترومغناطيسي به عنوان يك منبع آلودگي، به يكي از معضلات جدي براي عملكرد ساير ادوات الكترونيكي، سلامت انسان و محيط زيست تبديل شده است كه توجه پژوهشگران را به سوي مواد جاذب امواج الكترومغناطيس با عملكرد بالا جلب كرده است. در اين پژوهش، نانوكامپوزيت‌هاي CoFe2O4/Ti3C2Tx به منظور جذب امواج مايكروويو با روش احتراق محلولي و با استفاده از نيترات‌هاي فلزي به عنوان اكسنده و گلايسين به عنوان سوخت سنتز شدند. در سيستم باز، اندازه‌ي نانوذرات فريت كبالت كه در فضاي بين لايه‌اي مكسن قرار گرفتند با افزايش درصد وزني مكسن از 228 به nm77 رسيد. هم‌چنين با افزايش درصد وزني مكسن، مغناطش اشباع( Ms) و ميدان پسماندزداي مغناطيسي (Hc) به ترتيب از 44 به emu/g3 و از834 به Oe239 كاهش يافتند. در سيستم بسته با توجه به تجمع عناصر آهن و كبالت در نقشه‌هاي توزيع عنصري با افزايش ميزان سوخت ميتوان تشكيل فاز بين فلزي CoFe را تاييد كرد. هم‌چنين، شاهد كاهش اندازه‌ي نانوذرات از 75 به nm65 بوديم. با افزايش ميزان سوخت مغناطش اشباع رشد قابل توجهي داشته و از حدود 12 به emu/g84 رسيده است كه مي‌نواند تاييدي بر تشكيل فاز CoFe باشد. ميدان پسماندزداي مغناطيسي با افزايش مقدار سوخت با افزايش مقدار سوخت ابتدا از 157 به Oe746 افزايش يافته، در ادامه به Oe508 كاهش و در نهايت به Oe525 افزايش يافت. بهترين عملكرد جذب در نمونه با20% وزني مكسن رخ داد كه منجر به تلفات بازتابي dB29/33- در ضخامت mm8/1 با پهنه‌ي موثر جذب GHz6/5 شد. در سيستم بسته، تنها نمونه با نسبت سوخت به اكسنده‌ي 5/1 منجر تلفات بازتابي كمتر از dB10- (dB02/13-) را در ضخامت mm1 با پهنه‌ي موثر جذب GHz1/3 را از خود نشان داد.

1403/07/10

Investigating the effect of adding MXene (Ti3C2Tx) on improving microwave absorption performance of cobalt ferrite nanoparticles (CoFe2O4)

1/1/1900 12:00:00 AM

In recent years, with the increasing progress of electronic devices and equipments, the interference of electromagnetic waves as a source of pollution has become one of the serious problems for the performance of other electronic devices, human health and the environment, which has drawn researchers' attention to high performance electromagnetic wave absorbing materials. In this research, CoFe2O4/Ti3C2Tx nanocomposites were synthesized in order to absorb microwaves by solution combustion method and using metal nitrates as oxidant and glycine as fuel. In the open system, the size of these nanoparticles, which were placed in the interlayer space of Maxen, reached 77 nm from 228nm by increasing the weight percentage of MXene. Also, with the increase in the weight percentage of MXene, the saturation magnetization (Ms) and the demagnetization field (Hc) decreased from 44 to emu/g3 and from 834 to 239Oe, respectively. In the closed system, according to the accumulation of iron and cobalt elements in the elemental distribution maps, the formation of CoFe intermetallic phase can be confirmed with increasing fuel amount. Also, we saw a decrease in the size of nanoparticles from 112 to 67 nm. With the increase of the amount of fuel, the saturation magnetization has grown significantly and has reached from about 12 to 84 emu/g, which is a confirmation of the formation of the CoFe phase. With increasing fuel amount, the demagnetizing field increased from 157 to 746Oe, then decreased to Oe508 and finally increased to 525Oe. The best absorption performance occurred in the sample with 20% by weight of MXene, which resulted in a reflection loss of -29.33 dB in a thickness of 1.8 mm with an effective absorption area of 5.6 GHz. In the closed system, the only sample with a fuel-to-oxidant ratio of 1.5 resulted in a reflection loss of less than -10 dB (-13.02 dB) in a thickness of 1 mm with an effective absorption area of 3.1 GHz.

تداخل الكترومغناطيسي , مكسين (Ti3C2Tx) , فريت كبالت , سنتز احتراق محلولي , جذب امواج مايكروويو

electromagnetic interfrence , MXene (Ti3C2Tx) , CoFe2O4 , Solution combustion synthesis method , Microwave absorption

Mahdi Montazeri

Seyed Morteza Masoudpanah