بررسی و مقایسه خصوصیات الکترومغناطیس نانوکامپوزیت‌های اپوکسی - گرافن و اپوکسی - نانو لوله‌ کربن

در این پژوهش، تاثیر نانولوله‌های کربنی و تک لایه‌های گرافیت (گرافن) بر خصوصیات الکترومغناطیسی اپوکسی بررسی و با هم مقایسه گردید. برای انجام این‌کار، نمونه‌های نانوکامپوزیت‌های اپوکسیگرافن و نانوکامپوزیت‌های اپوکسینانو لوله کربن تا 5/0 درصد وزنی (266/0 درصد حجمی) با استفاده از روش ریخته‌گری ساخته شدند. پس از آن، مورفولوژی و نحوه پخش تقویت کننده‌ها در زمینه به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. سپس خصوصیات الکترومغناطیس نمونه‌ها در باند x امواج الکترومغناطیس (8 تا ghz12) به‌وسیله شبکه آنالیز کننده اسکالر اندازه‌گیری و مقایسه گردید. نتایج نشان داد که بخش حقیقی نفوذ پذیری الکتریکی اپوکسی خالص با اضافه کردن 5/0درصد وزنی گرافن و نانو لوله کربنی به‌ترتیب به طور متوسط 36 و 16 درصد افزایش می‌یابد. مقدار متوسط بخش‌ موهومی نفوذپذیری الکتریکی نمونه نانوکامپوزیت با 5/0 درصد وزنی گرافن به 5/0 رسیده است که 3 برابر نمونه نانوکامپوزیت با درصد برابر نانو لوله کربن و 5/12 برابر اپوکسی خالص است. فاکتور اتلاف نمونه نانوکامپوزیت با 5/0 درصد وزنی گرافن برابر 13/0 و نمونه نانوکامپوزیت با 5/0درصد وزنی نانو لوله کربن برابر 045/0 به‌دست آمده است. همان‌گونه که نتایج نشان می‌دهند، گرافن به‌مراتب بیش‌تر از نانو لوله کربن خصوصیات الکترومغناطیس و فاکتور اتلاف اپوکسی را بهبود می‌بخشد.

Investigation and comparison of electromagnetic properties of epoxygraphene and epoxycarbon nanotube nanocomposites

In this study, the effect of carbon nanotubes and single layers of graphite (graphene) on the electromagnetic properties of epoxy were investigated and compared. To do this, the epoxygraphene nanocomposite and epoxycarbon nanotube nanocomposite samples up to 0.5wt% were fabricated by casting method. After that, the morphology and distribution of nanofillers in epoxy matrix was investigated by scanning electron microscopy. Then, the electromagnetic properties of samples in the Xband (8 to 12 GHz) of electromagnetic radiation were determined by a scalar network analyzer. The results showed that the electromagnetic properties and dissipation factor of epoxy were improved by graphene much more than of carbon nanotubes. So that, by adding of 0.5wt% of graphene or carbon nanotubes in epoxy matrix, the real part of permittivity was improved by 36 and 16 percent respectively. The average value of the imaginary part of permittivity of 0.5wt% of graphene nanocomposite sample was reached to 0.5 that is 3 and 12.5 times of 0.5wt% of carbon nanotubes nanocomposite sample and pure epoxy respectively. The 0.13 and 0.045 was obtained for dissipation factor of nanocomposite samples with 0.5wt% of graphene and 0.5wt% of carbon nanotube respectively. As the results, epoxy nanocomposites containing graphene are more suitable than epoxycarbon nanotubes nanocomposites for electromagnetic interference shielding and absorbing electromagnetic waves absorption application.