Fakharpour M, Karimi R. Optimization of electromagnetic waves absorption properties of MWCNTs-COOH /cement composite by short circuit of waveguide and matched load methods. MCEJ 2020; 20 (5) :143-152
URL:
http://mcej.modares.ac.ir/article-16-40479-fa.html
فخارپور مهسا، کریمی رضا. بهینه سازی خواص جذب امواج الکترومغناطیس کامپوزیت سیمان و نانولوله های کربنی چندجداره کربوکسیل با اتصال کوتاه و بار تطبیق شده موجبر. مهندسی عمران مدرس. 1399; 20 (5) :143-152
URL: http://mcej.modares.ac.ir/article-16-40479-fa.html
1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد میبد ، mahsa.fakharpour@yahoo.com
2- دانشگاه آزاد اسلامی واحد میبد
چکیده: (2870 مشاهده)
پژوهشهای فراوانی در جذب و محافظت در برابر امواج الکترومغناطیسی، به منظور کاهش اثرات مضر تابش الکترومغناطیسی بر محیط زیست انجام شده است. برای جلوگیری از نفوذ امواج الکترومغناطیس محافظهایی با رسانندگی بالا استفاده میشود. یک روش مناسب و مفید جهت دستیابی به مواد محافظتی در برابر امواج الکترومغناطیسی، افزودن مواد کربنی رسانا شامل الیاف کربن، رشتههای کربنی و نانولولههای کربنی است. نانولولههای کربنی به دلیل داشتن ساختارهای لولهای شکل دو بعدی و رسانایی بالا میتوانند به آسانی شبکه رسانایی را درون زمینه یک ماده تشکیل دهند و همین امر باعث میشود که محیط، تراوایی الکتریکی بالایی داشته باشد. بنابراین، افزایش تلفات دیالکتریک منجر به تلفات بازتاب امواج الکترومغناطیس میشود. لذا حضور نانولولههای کربنی در ماده جاذب باعث بهبود خواص جذب امواج الکترومغناطیسی میشود.
در این پژوهش خواص جذب امواج الکترومغناطیس کامپوزیت سیمان و نانولولههای چندجداره عاملدار کربوکسیل با اشکال مختلف کایرال، زیگزاگ و آرمچیر با دو روش اتصال کوتاه موجبر و بار موجبری تطبیق شده مطالعه میشود. تأثیر شکل MWCNT و ضخامت نمونه بر روی خواص جذب موج الکترومغناطیسی در رنج فرکانسی GHz 12-8 با روش اتصال کوتاه موجبر و بار موجبری تطبیق شده مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نمونهها در دو ضخامت mm 6 و3 تهیه و مقدار نانولوله اضافه شده wt% 1/0 میباشد. اضافه کردن wt% 1/0 نانولوله، عملکرد جذب ملات سیمان را در رنج فرکانسی GHz 10-8 افزایش میدهد. با افزایش ضخامت از mm 3 به mm 6، پهنای باند فرکانس اتلاف بازتاب برای کامپوزیتهای MWCNT / سیمان افزایش مییابد، اما تعداد قلهها کاهش مییابد. با مقایسه نتایج جذب امواج نمونهها با دو روش مختلف استباط میشود که جذب امواج نمونههای با ضخامت mm 3 با روش بار تطبیقی بهتر از روش اتصال کوتاه بدون استفاده از بار تطبیقی میباشد. در حالی که در نمونههای با ضخامتmm 6 چندان تفاوتی حاصل نمیشود. همچنین در روش اتصال کوتاه جذب امواج توسط نمونههای کامپوزیت با ضخامت mm 3 در فرکانسهای کمتر از GHz 5/10 بهتر عمل کرده است، در حالی که در روش بار تطبیقی در فرکانسهای بیشتر از GHz 5/10، نمونههای کامپوزیت جذب بهتری داشتهاند. علاوه برآن، جذب امواج نمونههای کامپوزیت با ضخامت mm 6 با روش اتصال کوتاه در فرکانسهای کمتر و با روش بار تطبیقی در فرکانسهای بیشتر نتایج بهتری را نشان میدهد. علاوه بر این، رفتار جذب نمونه کایرال با ضخامت mm 6 با دو نمونه دیگر متفاوت است، زیرا نانولولههای کایرال نامتقارن و نانولولههای زیگزاگ و آرمچیر متقارن هستند. تجزیه و تحلیل ساختاری و مورفولوژی سطح کامپوزیتهای سیمان / MWCNT با اشکال مختلف با استفاده از روش میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی کامپوزیت سیمان/ نانولوله چندجداره عاملدار کربوکسیل پراکندگی نانولولهها در کامپوزیت را نشان میدهد. اتصال نانولولهها به یکدیگر و سیمان منجر به کاهش حفرهها و تشکیل شبکه رسانای منطقهای میشود. در نتیجه هدایت الکتریکی افزایش یافته و میدان الکترومغناطیسی در این شبکه تضعیف میشود.
نوع مقاله:
پژوهشی اصیل (کامل) |
موضوع مقاله:
مهندسی عمران و سازه دریافت: 1398/11/16 | پذیرش: 1399/6/26 | انتشار: 1399/9/10