• شماره مدرك
    21283
  • شماره راهنما
    18222
  • پديد آورنده

    رضائي برزاني، سميرا

  • عنوان

    توليد نانوالياف متا-آرآرميد حاوي نانوساختارهاي آلياژي نيكل-تنگستن براي كاربرد محافظت در برابر امواج ايكس

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • گرايش تحصيلي
    الياف
  • محل تحصيل
    اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
  • سال دفاع
    1405
  • صفحه شمار
    122ص.
  • توصيفگر ها

    نانوالياف , متا-آراميد , سنتز هيدروترمال , نيكل تنگستات , محافظت در برابر پرتو ايكس

  • تاريخ ورود اطلاعات
    1405/07/12
  • كتابنامه
    كتابنامه
  • رشته تحصيلي
    مهندسي نساجي
  • دانشكده
    مهندسي نساجي
  • تاريخ ويرايش اطلاعات
    1405/07/13
  • كد ايرانداك
    23259870
  • چكيده فارسي
    امروزه با افزايش استفاده از پرتوهاي يونيزان در حوزه پزشكي، صنعت و كشاورزي، حفاظت در برابر اين پرتوها اهميت زيادي پيدا كرده است. سرب يكي از مواد رايج براي حفاظت پرتويي است؛ بااين‌حال، وزن بالا، انعطاف‌پذيري كم و مشكلات زيست‌محيطي آن، توجه پژوهشگران را به استفاده از مواد جايگزين جلب كرده است. در اين پژوهش، با هدف توليد لايه اي سبك، انعطاف‌پذير و بدون سرب براي كاهش شدت پرتو ايكس، نانوالياف متا-آراميد (mANF) حاوي wt.% 40 نانوساختارهاي آلياژي نيكل-تنگستن به روش الكتروريسي توليد شد. ابتدا، نانوساختارهاي آلياژي نيكل-تنگستن (Ni:W) به روش هيدروترمال سنتز شد و اثر زمان (6، 15 و 24 ساعت) بر ويژگي‌هاي ساختاري و مورفولوژيكي و نوري آن ارزيابي شد. نتايج XRD نشان داد، با افزايش زمان سنتز، ناخالصي موجود در نانوساختار Ni-W-6 كاهش يافته و در نانوساختارهاي Ni:W-15 و Ni:W-24 فاز هاي مربوط به ساختار نيكل-تنگستن مشاهده شد. تصاوير FESEM و TEMنشان داد كه نانوساختارها داراي مورفولوژي تقريبا كروي هستند. علاوه بر اين، نتايج DLS نشان داد كه Ni:W-15 كوچك‌ترين اندازه متوسط ذرات برابر با nm 145، در بين نمونه‌هاي سنتز شده داشته است. با بررسي ويژگي‌هاي نوري نانوساختارها، نمونه‌ Ni:W-15 داراي كمترين گاف انرژي، برابر با eV 53/2 بوده و در طيف PL آن، يك پيك نشر در طول موج nm 603 مشاهده شد. نانوالياف mANFو نانوالياف كامپوزيتي مورفولوژي پيوسته و بدون بيد نشان دادند. افزودن نانوساختارهاي آلياژي نيكل-تنگستن موجب افزايش قطر متوسط نانوالياف شد، به‌طوري‌كه بيشترين قطر متوسط، nm 53 ± 250، براي نمونه mANF/Ni:W-24 به دست آمد. افزودن نانوساختارهاي آلياژي نيكل-تنگستن موجب بهبود خواص مكانيكي نانوالياف شد، به‌طوري‌كه استحكام كششي از حدود MPa 98/0± 45/17 به MPa 05/4 ±52/36 افزايش يافت. نتايج تجربي آزمون محافظت در برابر پرتو ايكس نشان داد كه نمونه mANF/Ni:W-15 با مقدار % 88/92، تضعيف و ضريب تضعيف خطي cm⁻¹ 21/13 بيشترين عملكرد حفاظتي را در انرژي keV30 نشان داد. نتايج شبيه‌سازي با استفاده از MCNP با نتايج تجربي مقايسه شد و تطابق مناسبي بين نتايج شبيه‌سازي و آزمايش تجربي مشاهده شد. در مجموع، نانوالياف كامپوزيتي متا-آراميد حاوي نانوساختارهاي آلياژي نيكل-تنگستن قابليت مناسبي براي تضعيف پرتو ايكس و قابل مقايسه با نتايج مطالعات قبلي داشته و مي‌توانندگزينه‌اي مناسب براي توليد مواد حفاظتي سبك و بدون سرب باشند.
  • چكيده انگليسي
    With the increasing use of ionizing radiation in medicine, industry, an‎d agriculture, effective radiation protection has become increasingly important. Lead is widely used as a shielding material; however, its heavy weight, limited flexibility, an‎d environmental concerns have encouraged researchers to explore alternative materials. In this study, lightweight, flexible, an‎d lead-free meta-aramid nanofibers (mANFs) containing 40 wt.% nickel–tungsten alloy nanostructures were fabricated by electrospinning for X-ray attenuation. First, nickel–tungsten (Ni:W) alloy nanostructures were synthesized via a hydrothermal method, an‎d the effects of synthesis time (6, 15, an‎d 24 h) on their structural, morphological, an‎d optical properties were investigated. XRD results showed that increasing the synthesis time eliminated the impurity phase observed in the Ni:W-6 sample, while only the nickel tungstate phase was detected in the Ni:W-15 an‎d Ni:W-24 samples. FESEM an‎d TEM images revealed that the nanostructures exhibited an approximately spherical morphology. Additionally, DLS results showed that Ni:W-15 had the smallest average particle size of 145 nm among the synthesized samples.The optical properties of the nanostructures showed that the Ni:W-15 sample had the lowest ban‎d gap energy of 2.53 eV, with a PL emission peak observed at 603 nm. The mANF an‎d Ni:W-containing composite nanofibers exhibited a continuous, bead-free morphology. The incorporation of Ni:W nanostructures increased the average fiber diameter, with the highest value of 250 ± 53 nm observed for the mANF/Ni:W-24 sample. The incorporation of Ni:W nanostructures enhanced the mechanical performance of the composite nanofibers, as the tensile strength increased from 17.45 ± 0.98 MPa to 36.52 ± 4.05 MPa. Among the prepared samples, mANF/Ni:W-15 showed the best X-ray shielding performance at 30 keV, achieving 92.88% attenuation an‎d a linear attenuation coefficient of 13.21 cm⁻¹. The MCNP simulation results were in good agreement with the experimental data. These findings indicate that Ni:W containing composite nanofibers represent an effective, lightweight, an‎d lead-free material for X-ray shielding applications.
  • استاد راهنما
    كميل نصوري
  • استاد مشاور
    سجاد مري
  • استاد داور
    حسين توانايي , حسين فشندي