|
تعيين خصوصيات مكانيكي و ساختاري نانوفيبرهاي كربني مشتق شده از PAN با
ريسيدگي الكتريكي
خلاصه
خواص مكانيكي و ساختاري نانو فيبرهاي كربني مشتق شده از PAN كه منحصرا
به صورت الكتريكي تابيده يا ريسيده شده در اين مقاله ارائه شده است.
طيفهاي EELS نانوفيبرهاي كربنيزه شده نشان ميدهند كه اتمها تقريبا به
80% پيوند SP2 و حدود 2% پيوند SP3 تقسيم ميشوند. اين خصيصه با بينظميهاي
ساختاري مشاهده شده در الياف توافق دارد. تصاوير TEM يك ساختار پوست-
مغزدار در برش عرضي الياف را نشان ميدهد. ناحيه پوست شامل سطوح لايهدار
ميباشند كه غالبا بصورت موازي با سطح جهت گرفتهاند اما چندين ريزه
بلور در ناحيه پوست وجود دارد كه با توجه به محور بلند الياف جهت
نگرفتهاند. آناليز ريز احتراق، 5/89% كربن، 9/3% نيتروژن، 08/3%
اكسيژن و 33% هيدروژن را نشان ميدهد. آزمون مكانيكي بر روي
نانوفيبرهاي منحصرا كربونيزه شده به طول چند ميكرون و قطر صدها نانومتر
انجام شدهاند. ضريب خمش بوسيله روش رزونانس مكانيكي اندازهگيري شد و
ضريب ميانگين 63GPa بدست آمد. نيروي شكستگي اندازهگيري شده با استفاده
از توزيع آماري ويبول آناليز شد. متناسب كردن فشار شكستگي ويبول با اين
توزيع آماري نتيجه 0/64GPa را با احتمال كاهش 63% بدست آورد.
واژههاي كليدي : نانوفيبرهاي كربني، ريز ساختار، خواص مكانيكي
مقدمه
نانوفيبرهاي كربني شبيه ديگر نانو ساختارهاي شبيه تك بعدي نظير نانوسيم
و نانولوله اخيرا مورد توجه بيشتري قرار گرفتهاند. اين امر به علت
كاربرد بالقوه آنها به عنوان مواد كنترل گرما براي تقويت كردن چند سازهها
، كاتاليز كردن دماي بالا ، جداسازي بر اساس غشا به عنوان اجزاي
نانوالكترونيكها و فوتونيكها ميباشد...
روش آزمايشگاهي
تمام
مواد بدون خالصسازي بيشتر مورد استفاده قرار گرفتند. پليآكريلونيتريل
(PAN) با ميانگين وزن مولكولي..
نتايج و بحث
مواد و تعيين خصوصيات ساختاري
شكل 2
ميكروگرافهاي SEM پليمر الكترو تابيده
و نانوفيبرهاي كربونيزه شده با بزرگنماييهايي متفاوت را نشان ميدهد.
پس از زمان جمعآوري يك ساعته، فيبرهاي پليمري الكتروتابيده همانگونه
كه در شكلهاي 2a,b نشان داده شده يك كفپوش كوچك متراكم با درجه تخلخل
تقريبا 30% و ضخامت 50 ميكرومتر را تشكيل ميدهند...
تعيين خصوصيات مكانيكي
براي بدست آوردن ضريب خمش نانوفيبرهاي كربني از روش رزونانس مكانيكي
استفاده شده است. شكل10 يك مثال از نانوفيبر قرارگرفته در رزونانس
اصلي بوسيله راهانداز يا محرك پيزوالكتريك را نشان ميدهد...
نتيجهگيري
اين كار
تحقيقاتي ساخت الياف كربني الكتروتابيده مشتق شده از
PAN، كه سپس با توجه به قطرهايي در
محدوده 50 تا 250nm كربونيزه شدند، را به طور خلاصه توصيف ميكند.
توليد اين نانوفيبرها، يك مرحله مهم در زمينه بررسي ساختار و خواص
آنها، را ارائه ميدهد و نيز مرحله مهمي، در خصوص توسعه بيشتر آنها جهت
كاربرد بالقوه در چندسازهها يا بعنوان اجراي منحصر بفرد، را فراهم
مينمايد...
|
