31415

سنتز و بررسي خواص الكترومغناطيسي و جذب تركيب BaFe12 O19 / BaTiO3 / RGO/ Polypyrrole

كارشناسي ارشد

نانوفناوري - نانو مواد

1398

1402/07/10

دكتر روح اله رحماني فرد

-

فناوري هاي نوين

در سال‌هاي اخير با توجه به افزايش استفاده از تجهيزات مبتني بر امواج الكترومغناطيس و افزايش آلودگي‌هاي الكترومغناطيسي، مطالعه و بررسي و توليد مواد جاذب امـواج رادار در محدوده فركانسي امواج مايكرو ويو جهت استـفاده در اتاقهـاي تاريك مايكرو ويو، پوشش‌هاي ضد تداخل امواج الكترومغناطيس، تكنولوژي استتار و محافظ‌هاي بيولوژيكي مورد توجه قرارگرفته است. در پوشش‌هاي جاذب امواج الكترومغناطيس از موادي كه داراي خاصيت دي‌الكتريك يا مغناطيسي هستند، استفاده مي‌شود. در برخورد امواج الكترومغناطيسي با چنين پوشش‌هايي با گرم شدن پوشش، تضعيف و جذب امواج را شاهد هستيم. در اين تحقيق به بررسي اثر پوشش‌دهي پيرول و تأثير افزايش گرافن اكسيدكاهش‌يافته در ساختار سه‌تايي هگزافريت باريم / تيتانات باريم / گرافن اكسيدكاهش‌يافته پرداخته شد. بدين منظور ابتدا هگزافريت باريم به روش سل‌ژل احتراقي سنتز شد و تشكيل نانو ذرات هگزافريت باريم به‌وسيله آناليزهاي انجام شده تأييد شد، در ادامه هريك از پودرهاي هگزافريت باريم، تيتانات باريم، گرافن اكسيدكاهش‌يافته به روش پليمري زا سي ون درجا با پلي پيرول پوشش داده شد؛ به‌منظور بررسي اثرگذاري پوشش بر خواص كامپوزيت توليدي، نمونه‌اي از كامپوزيت سه جزئي بدون پوشش نيز مورد بررسي قرار گرفت. تمام نمونه‌ها در ضخامت 3 ميليمتر و در بستر پلي‌اورتان سنتز شدند. بين نمونه‌هاي مورد بررسي در اين تحقيق نمونه حاوي 12 درصد گرافن اكسيدكاهش‌يافته پوشش داده شده با پلي پيرول بيشترين اتلاف بازتابي را حدود 31- دسي‌بل در ضخامت 3 ميليمتر و در محدوده 5/9 گيگاهرتز ايجاد كرد. با افزايش گرافن اكسيد كاهش‌يافته پوشش داده شده با پلي پيرول مقادير گذردهي الكتريكي در ابتدا كاهش و سپس افزايش داشته است. افزايش گرافن اكسيد كاهش‌يافته منجر به غلظت گشتاورهاي دوقطبي مي‌شود كه عامل افزايش گذردهي الكتريكي است. به همين دليل افزايش جذب در اين نمونه حاصل گشته است. در نمونه‌هاي سنتز شده در اين پژوهش، نمونه‌هاي حاوي پوشش پلي پيرول نسبت به نمونه بدون پوشش پلي پيرول به دليل خواص رسانايي اين پليمر و ايجاد دوقطبي‌هاي الكتريكي در ساختار نمونه‌ها مقادير موهومي و حقيقي گذردهي الكتريكي افزايش يافته‌است. با افزايش گذردهي الكتريكي در اين نمونه‌ها مقادير اتلاف بازتابي در نمونه‌هاي حاوي پوشش پلي پيرول مقادير بيشتري كسب كرده‌است. افزايش درصد بازده محافظت در نمونه حاوي 12 درصد گرافن اكسيدكاهش‌يافته پوشش داده شده با پلي‌پيرول نسبت به نمونه بدون پوشش پلي پيرول از مقدار % 7/58 به مقدار % 2/93 برآورد شده است.

1403/08/07

Synthesis and investigation of electromagnetic and absorption characteristics of BaFe12O19/BaTiO3/ RGO /Polypyrrole

1/1/1900 12:00:00 AM

With the growing use of electromagnetic wave-based devices and the consequent increase in electromagnetic pollution, there has been a rising interest in the research, development, and manufacture of radar wave absorbers that operate within the microwave frequency spectrum. These absorbers are used in a variety of applications, including microwave darkrooms, electromagnetic wave interference coatings, stealth technology, and biological protectors. Electromagnetic wave absorber coatings use materials with dielectric or magnetic properties. When electromagnetic waves interact with these coatings, they are weakened and absorbed as the coating is heated. In this study, the impact of pyrrole coating and increased reduced graphene oxide on the structure of a ternary composite consisting of barium hexaferrite, barium titanate, and reduced graphene oxide was investigated. The initial step involved synthesizing barium hexaferrite using the sol-gel combustion method. The formation of barium hexaferrite nanoparticles was then confirmed through various analyses. Subsequently, each of the powders—barium hexaferrite, barium titanate, and reduced graphene oxide—was coated with polypyrrole using in-situ polymerization. To investigate the effect of the coating on the properties of the produced composite, a sample of the three-component composite without the coating was also examined. All samples were synthesized with a thickness of 3 millimeters on a polyurethane substrate. In this research, various samples were examined, and it was found that the sample containing a 12% reduced graphene oxide coating with polypyrrole exhibited the highest reflection loss of approximately -31 decibels at a thickness of 3 millimeters and within the 9.5 gigahertz range. With an increase in the reduced graphene oxide coating with polypyrrole, the values of permittivity initially decreased and then increased. The increase in reduced graphene oxide led to an increase in dipole moment concentration, which is a factor contributing to the increase in permittivity. Therefore, an increase in absorption was observed in this sample. In the synthesized samples in this study, the samples containing polypyrrole coating showed higher real and imaginary values of permittivity compared to the sample without polypyrrole coating due to the conductivity properties of the polymer and the presence of electric dipoles in the sample structure. With an increase in permittivity in these samples, the samples with polypyrrole coating obtained higher values of reflection loss. The increase in the protection efficiency percentage in the sample containing a 12% reduced graphene oxide coating with polypyrrole compared to the sample without polypyrrole coating was estimated to be from 58.7% to 93.2%.

پوشش‌هاي جاذب امواج الكترومغناطيس , هگزافريت باريم , پلي پيرول , گرافن اكسيد كاهش‌يافته

barium hexaferrite , polypyrrole , wave absorber coatings

Bahareh Kangarani

Dr. Rohallah rahmanifard