توصيفگر ها :
كامپوزيت , خواص مغناطيسي , پليمر , پرينت سه بعدي
چكيده فارسي :
چكيده:
در اين پژوهش، تأثير اكسيدآهن (Fe3O4) و اكسيدكبالت (Co3O4) بر خواص مغناطيسي كامپوزيتهاي پليمري با درصدهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفتهاست. اين كامپوزيتهاي زمنيه پليمري با استفاده از روش پرينت سهبعدي ساخته شد. هدف از پژوهش ساخت كامپوزيت هاي توسعه يافته كه كاربردهاي بالقوهاي در زمينههاي مختلف از جمله الكترونيك، موتور، توليد انرژي بادي دارند. ساختار و ويژگي اين كامپوزيتها با مشخصهيابي مغناطيسسنج نمونه مغناطيسي (VSM)، الگوي پراشاشعهايكس (XRD)، طيف سنجي مادونقرمزتبديلفوريه (FTIR)، ميكروسكوپي الكترونيروبشي (SEM) و ترموگراويمتري ((TGA بررسي شده است. آناليز VSMخاصيت مغناطيسي اين كامپوزيتهاي زمينه پليمري را تائيد كرد. افزايش ميزان Fe3O4 در فيلامنتها، سبب افزايش مقدار گشتاور مغناطيسي كلي در ساختار ميشود. در مقابل، Co3O4يك ماده مغناطيسي، فرومغناطيسي ضعيفتر از Fe3O4 است.كامپوزيت %5/12 Co3O4- %5/37 Fe3O4-%50PLA، اشباع مغناطيسemu/g75 و رمانس emu/g23 و Oe310 را دارا ميباشد و با افزايش مقدار درصد اكسيدآهن خواص مغناطيسي افزايش ميابد. در XRD نشان داد كه كامپوزيتهاي داراي اكسيدآهن و اكسيدكبالت ساختار كريستالي دارند و كامپوزيتهاي داراي بيشترين درصد اكسيدآهن ساختار كريستالي منظمتر و شدت پيكهاي بالاتري، كه نشان دهنده توضيع يكنواختتر ذرات اكسيد در زمينه پليمري است. آناليز FTIR نشان ميدهد شدت پيكها با توجه به درصد اكسيدآهن و اكسيدكبالت تغير ميكند. باندهاي جذبي خاصي در فركانسهاي cm-13400 (هيدروكسيل) و cm-11620 (كربوكسيل) كامپوزيتها شناسايي شدند. همچنين، پيوندهاي فلز- اكسيژن در Fe3O4 و Co3O4 با باندهاي جذبي در فركانسهاي cm-1580 و 660 تاييد شدند. همچنين براي تصاوير SEM مورفولوژي ساختار كامپوزيتها و اندازه دانهها مورد بررسي قرار گرفت، كه نشان داد پراكندگي ذرات اكسيدآهن و اكسيدكبالت در كامپوزيت %5/12 Co3O4-% 5/37 Fe3O4-%50 PLA به خوبي ديده شدهاست و سطح آگلومره نشدهاست. اندازه تخلخل در كامپوزيت %25Fe3O4-%75PLA، µm56 نشان دادهاست. در آناليزTGA نتايج نشان ميدهد كه كامپوزيت %5/37Co3O4 -%5/12Fe3O4-%50 PLA كاهش جرم كمتري به ترتيب 1/0%، %58 و5/2% نسبت به كامپوزيت %50Co3O4 -50% PLA با كاهش جرم به ترتيب 3/0%، 69% و 3% را نشان دادهاست.
چكيده انگليسي :
Abstract
In this study, the effect of iron oxide (Fe3O4) and cobalt oxide (Co3O4) on the magnetic properties of polymer composites with different percentages has been investigated. These polymer matrix composites were fabricated using 3D printing method. The aim of the study is to fabricate advanced composites that have potential applications in various fields including electronics, engines, and wind energy generation. The structure and properties of these composites have been investigated by characterization of magnetic vibrometry (VSM), X-ray diffraction pattern (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetry (TGA). Analysis VSM confirmed the magnetic property of these polymer matrix. Increasing the amount of Fe3O4 in the filaments increases the total magnetic moment in the structure. In contrast, Co3O4 is a weaker magnetic material than Fe3O4. PLA50%-Fe3O4 37.5%-Co3O412.5% has 75 emu/g magnetism and 23 emu/g and 310Oe, and the magnetic properties increase with the increase of iron oxide percentage. XRD showed that the composites with iron oxide and cobalt oxide have a crystalline structure and the composites with The highest percentage of iron oxide has a more regular crystal structure and the intensity of the peaks indicates a more uniform distribution of the oxide particles in the polymer field. The intensity of the peaks changes according to the percentage of iron oxide and cobalt oxide cm-13400 (hydroxyl) and cm-1 1620 (carboxyl) of the composites were identified. Also, metal-oxygen bonds in Fe3O4 and Co3O4 were confirmed with absorption bands at frequencies of 580 and 660 cm-1. Also, for the SEM images, the structure morphology of the composites and the size of the grains were examined, which showed that the dispersion of iron oxide and cobalt oxide particles in the composite PLA50%-37.5%Fe3O4-Co3O412.5% was well seen and the surface was not agglomerated. Porosity size in 75%PLA -25%Fe3O4 composite showed 56 µm. In the TGA analysis, the results show that the composite PLA50%-Fe3O412.5%-Co3O437.5% has a lower mass reduction of 0.1%, 58% and 2.5% respectively than the 50%PLA-Fe3O4 50% composite with a mass reduction of respectively 0.3%, 69% and 3% have shown.
