تهیه نانوکامپوزیت‌های آهن کربونیل/ نانولوله کربن و بررسی خواص جذب امواج الکترومغناطیسی آن‌ها در فرکانس‌های راداری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران ، ایران

2 کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

چکیده

یکی از نیازهای روبه‌رشد برای صنایع نظامی و غیرنظامی، توسعه جاذب‌های امواج ریزموج و راداری است. کاهش وزن جاذب‌ها، بهبود خواص، جذب قوی و پهنای باند جذبی از ویژگی‌های مهم در استفاده از این ترکیبات هستند. یکی از مناسب‌ترین این ترکیبات، جاذب نانوکامپوزیت نانولوله کربنی/ فلزات مغناطیسی هستند که در این پژوهش نانوکامپوزیت‌هایی با درصد وزنی مختلف کربونیل آهن  و نانولوله کربنی از طریق روش اختلاط همگن تهیه شدند و خاصیت جذب امواج ریزموج آنها در محدوده فرکانس راداری (8 تا 18 گیگاهرتز)   مورد مطالعه قرار گرفت. تصاویر پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی نانوکامپوزیت‌ها یک اختلاط همگن و یکنواخت از ذرات نانولوله کربنی و کربونیل آهن در ماتریس را نشان داد. همچنین، نتایج جذب امواج نشان داد که با افزایش کربونیل آهن به نانولوله کربن و تشکیل جاذب نانوکامپوزیت بر پایه نانولوله کربنی، میزان جذب و پهنای باند جذبی افزایش می‌یابد. برای نانوکامپوزیت حاوی %70 وزنی کربونیل آهن، بیشترین میزان اتلاف بازتاب به مقدار 33/11 دسی بل  در فرکانس 18 گیگاهرتز و در پهنای باند 1/10 تا 18 گیگاهرتز ، میزان اتلاف بیشتر از 4 دسی بل به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Smiley face

مراجع

  1. Egami, Y.; Yamamoto, T.; Suzuki, K.; Yasuhara, T.; Higuchi, E.; Inoue, H. “Stacked Polypyrrole-Coated Non-woven Fabric Sheets for Absorbing Electromagnetic Waves with Extremely High Frequencies”; Mater. Sci. 2012, 47, 382-390.
  2. Tan, E.; Kagawa, Y.; Dericioglu, A.“Electromagnetic Wave Absorption Potential of SiC-Based Ceramic Woven Fabrics in the GHz Range”; Mater. Sci. 2009, 44, 1172-1179.
  3. Touzopoulos, P.; Boviatsis, D.; Zikidi, K. C. “Constructing a 3D Model of a Complex Object from 2D Images, for the Purpose of Estimating its Radar Cross Section (RCS)”; J. Comput. Math. Model. 2017,7,15-28.
  4. Wu, H.; Wu, G.; Wang, L. “Peculiar Porous α-Fe2O3, γ-Fe2O3 and Fe3O4 Nanospheres: Facile Synthesis and Electromagnetic Properties”; Powder Technol. 2015, 269, 443-451.
  5. Ren, Y.; Yang, L.; Wang, L.; Xu, T.; Wu, G.; Wu, H. ”Facile Synthesis, Photoluminescence Properties and Microwave Absorption Enhancement of Porous and Hollow ZnO Spheres”; Powder Technol. 2015, 281, 20–27.
  6. Council, N. “Opportunities in Biotechnology for Future Army Applications”; National Academies Press, 2001
  7. Das, S.; Nayak, G. C.; Sahu, S. K.; Routray, P. C.; Roy, A. K.; Baskey, H. “Microwave Absorption Properties of Double-Layer RADAR Absorbing Materials Based on Doped Barium Hexaferrite/TiO2/Conducting Carbon Black”; J. Eng. 2014, 1-6.
  8. Feng, Y.; Li, D.; Jiang, L.; Dai, Z.; Wang, Y.; An, J.; Ren, W.; He, J.; Wang, Z.; Liu, W.; Zhang, Z. “Interface Transformation for Enhanced Microwave-Absorption Properties of Core Double-Shell Nanocomposites”; J. Alloys. Compd. 2017, 694, 1224-1231.
  9. Yanmin, T. L.; Wang, L.; Zhao, Z.; Gu, Y. “Research Progress on Nanostructured Radar Absorbing Materials”; Energy power Eng. 2011, 3, 580-584.
  10. Hua, J.; Li, Y.; Liu, X.; Li, X.; Lin, S.; Gu, J.; Cui, Z. K. “Graphene/MWNT/Poly(phenylenebenzobisoxazole) Multiphase Nanocomposite via Solution Prepolymerization with Superior Microwave Absorption Properties and Thermal Stability”; J. Phys. Chem. C. 2017, 121, 1072-1080.
  11. Ma C. C. M.; Huang, Y. L.; Kuan, H. C. “Preparation and Electromagnetic Interference Shielding Characteristics of Novel Carbon‐Nanotube/Siloxane/Poly(Urea Urethane) Nanocomposites”; J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2005, 43, 345-358.
  12. Liu, L.; Kong, L.B.; Yin, W.Y.; Matitsine, S. “Characterization of Single-and Multiwalled Carbon Nanotube Composites for Electromagnetic Shielding and Tunable Applications”; IEEE Trans. Electromagn. Compat. 2011, 53, 943-949.
  13. Park, K. Y.; Han, H.; Lee, S. B.; Yi, J. W. “Microwave Absorbing Hybrid Composites Containing Ni–Fe Coated Carbon Nanofibers Prepared by Electroless Plating”; Compos. Pt. A. Appl. Sci. Manuf. 2011, 42, 573-578.
  14. Sahu, P.; Abdallah, A. M.;  Fattah, A. R.;  Ghosh, S.;  Puri, I. K. “Synthesis, Characterization, and Applications of Carbon Nanotubes Functionalized with Magnetic Nanoparticles”; Advances in Nanomaterials  2018, 37-57.
  15. Wu, Q.; Wu, G.; Wang, L; Hu, W.; Wu, H. “Facile Synthesis and Optical Properties of Prussian Blue Microcubes and Hollow Fe2O3 Microboxes”; Mater. Sci. Semicond. Process 2015, 30, 476-481.
  16. Liu, Y.; Liu, X.; Wang, X. “Double-layer Microwave Absorber Based on CoFe2O4 Ferrite and Carbonyl Iron Composites”; Alloys Compd. 2014, 584, 249-253.
  17. Micheli, D.; Vricella A.; Pastore, R.; Marchetti, M. “Synthesis and Electromagnetic Characterization of Frequency Selective Radar Absorbing Materials Using Carbon Nanopowders”; Carbon 2014, 77, 756-774.
  18. Wu, G.; Cheng, Y.; Xie, Q.; Jia, Z.; Xiang, F.; Wu, H. “Facile Synthesis of Urchin-Like ZnO Hollow Spheres with Enhanced Electromagnetic Wave Absorption Properties”; Mater. Lett. 2015, 144, 157-160.
  19. Xie, Z.; Geng, D.; Liu, X.; Ma, S.; Zhang, Z. J. “Magnetic and Microwave-Absorption Properties of Graphite-Coated (Fe, Ni) Nanocapsules”; Mater. Sci. Technol. 2011, 27, 607-614.
  20. Bystrzejewski, M.; Karoly, Z.; Szepvolgyi, J.; Kaszuwara, W.; Huczko, A.; Lange, H. “Continuous Synthesis of Carbon-Encapsulated Magnetic Nanoparticles with a Minimum Production of Amorphous Carbon”; Carbon 2009, 47, 2040-2048.
  21. Singh, A.; Lavigne, P. “Deposition of Diamond-Like Carbon Films by Low Energy Ion Beam and Dc Magnetron Sputtering”; Surf. Coat Technol. 1991, 47, 188-200.
  22. Dumitrache, F.; Morjan, I.; Fleaca, C.; Birjega, R.; Vasile, E.; Kuncser, V.; Alexandrescu, R. “Parametric Studies on Iron–Carbon Composite Nanoparticles Synthesized by Laser Pyrolysis for Increased Passivation and High Iron Content”; Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 5265-5269.
  23. Yu, F.; Wang, J. N.; Sheng, Z. M.; Su, L. F. “Synthesis of Carbon-Encapsulated Magnetic Nanoparticles by Spray Pyrolysis of Iron Carbonyl and Ethanol”; Carbon 2005, 43, 3018-3021.
  24. Ugarte, D. “How to Fill or Empty a Graphitic Onion”; Chem. Phys. Lett. 1993, 209, 99-103.
  25. Wang, Z.; Guo, H.; Yu, Y.; He, N. “Synthesis and Characterization of a Novel Magnetic Carrier with its Composition of Fe3O4/Carbon using Hydrothermal Reaction”; J. Magn. Mater. 2006, 302, 397-404.
  26. Liu, J. R.; Itoh, M.; Horikawa, T.; Machida, K. I.; Sugimoto, S.; Maeda, T. “Gigahertz Range Electromagnetic Wave Absorbers Made of Amorphous-Carbon-Based Magnetic Nanocomposite”; J. Appl. Phys. 2005, 98, 054305.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 06 اردیبهشت 1401
  • تاریخ بازنگری: 03 دی 1401
  • تاریخ پذیرش: 20 دی 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار