خواص مکانیکی و گرمایی پلیمرها وابستگی زیادی به رفتار بلوری شدن و ریخت شناسی بلور آنها دارد. در این تحقیق، رفتار بلورینگی غیر همدمای الیاف نانو کامپوزیت پلی پروپیلن/نانو صفحات گرافن (PP/GnPs) حاوی 1/0، 5/0 و 1% GnPs با استفاده از گرماسنج پویشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، از مدل های اوزاوا و Mo برای برازش مرحله ابتدای تبلور غیر همدما استفاده شد. همچنین فعالیت هسته زایی و انرژی فعال سازی موثر ماده افزودنی به ترتیب به وسیله روش های Dobreva و فریدمن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با افزایش سرعت سرمایش، پیک تبلور در منحنی های گرمازای همه نمونه ها به دماهای پایین تر انتقال یافته و پهن تر شده اند. علاوه بر این، مشاهده شد که برخلاف مدل اوزاوا، مدل Mo به خوبی می تواند تبلور غیر هم دمای الیاف PP و الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs را توصیف کند. براساس نتایج حاصله، نمونه های PP/G-0. 1 و PP/G-1 به ترتیب کمترین و بیشترین کارآیی هسته زایی را در همه سرعت-های سرمایش نشان می دهند. علاوه بر این، با افزودن GnPs به ماتریس PP انرژی فعال سازی تبلور کاهش یافته است که نمایانگر قابلیت تبلور بالاتر سیستم پلیمری PP/GnPs می باشد. نتایج حاصله نشان می دهد که اگرچه نانو صفحات دو بعدی GnPs هسته زایی ناهمگن را تسهیل می کنند ولی حضور نانو صفحات با اندازه بزرگ به عنوان موانع فیزیکی عمل کرده و از فرآیند رشد بلور ممانعت می کند و بنابراین سرعت تبلور الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs کاهش می یابد.

در این تحقیق، رفتار تبلور الیاف نانو کامپوزیت پلی پروپیلن/نانو صفحات گرافن (PP/GnPs) با استفاده از گرماسنج پویشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs حاوی مقادیر مختلفی از GnPs با و بدون سازگارکننده تولید شده و سپس رفتار تبلور همدمای الیاف PP و الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs در دماهای تبلور مختلف ارزیابی شد. نتایج نشان می دهد که با افزودن GnPs به ماتریس PP، هسته زایی ناهمگن حتی در دماهای بالاتر به آسانی روی داده و کل فرآیند تبلور سریع تر رخ می دهد. همچنین استفاده از سازگارکننده PP-g-MA منجر به انتقال منحنی های تبلور به زمان های کوتاه تر شده است. آنالیز آورامی نشان می دهد که حضور GnPs در کنار سازگارکننده علی رغم هسته زایی موثر، می تواند مانع رشد بلورهای PP شده و زمان نیمه عمر تبلور را افزایش دهد. توان آورامی به دست آمده برای PP (نزدیک به 3) نشان دهنده ساختار سه بعدی بلورها بوده در حالی که توان آورامی الیاف نانو کامپوزیت (نزدیک به 2) نشان دهنده آن است که رشد بلورها دو بعدی می باشد. همچنین پایین تر بودن مقادیر ثابت سرعت هسته زایی به دست آمده از تئوری Lauritzen-Hoffman در الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs در مقایسه با الیاف PP نشان می دهد که GnPs به عنوان مواد هسته زای موثر برای تبلور PP عمل می کنند. علاوه بر این، مقادیر پایین تر انرژی آزاد تاخوردگی زنجیر بلورهای لاملا در الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs نشان می دهد که GnPs تبلور PP را تسهیل می کنند.

گرافن یک گزینه مناسب برای استفاده در الکترونیک با سرعت بالا در آینده است. یک لایه نازک از کربن خالص، که در آن هر اتم برای واکنش شیمیایی از دو طرف (به علت ساختار D 2) در دسترس است. این تنها شکل کربن (یا ماده جامد) با این ویژگی مشخص است. اکسید گرافن (GO) از طریق اکسیداسیون گرافیت به روش هومر، که در آن مدت زمان اکسایش طولانی با یک روش بسیار مؤثر برای خالص سازی محصولات واکنش، ترکیب شده است، سنتز شد. برای احیایGO، پس از اضافه کردن اسید اسکوربیک، نمونه بازپخت حرارتی شد. برای بررسی ساختار GO و G، از تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی عبوری و همچنین طیف رامن نمونه ها استفاده شد. جهت محاسبه مقاومت ویژه گرافن، ضخامت گرافن به طریق اپتیکی به دست آمد. نتایج رامن نشان می دهد که پس از احیای اکسید گرافن به گرافن مد D (اغتشاش) به سمت عدد موج بالاتر جابه جا شده، در حالی که مد G به سمت عدد موج پایین تر به همراه افزایش شدت جابه جا می شود.

در این تحقیق، خواص مکانیکی نانو کامپوزیت های پایه رزین اپوکسی تقویت شده با نانو صفحات گرافن و لاستیک نیتریل کربوکسیل شده (XNBR) بررسی شده است. نانو صفحات گرافن در سه سطح 0، 0. 75 و 1. 5 درصد وزنی و لاستیک XNBR در سه سطح 0، 5 و 10 درصد وزنی به زمینه رزین اپوکسی اضافه شدند. نمونه ها به روش دستی ساخته و قالب گیری شدند و آزمون های مکانیکی در دمای محیط جهت تعیین استحکام کششی، مدول کششی، ازدیاد طول تا پارگی و استحکام ضربه انجام شدند. از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) جهت مشاهده نحوه ی پراکندگی نانو صفحات گرافن در زمینه رزین اپوکسی استفاده شد. مشاهده شد که نانو صفحات گرافن در 0. 75 درصد وزنی پراکندگی مناسب داشته و در درصدهای بالاتر دچار کلوخگی شده است. حضور نانو صفحات گرافن باعث کاهش استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی ترکیبات می شود. این درحالی است که حضور نانو صفحات گرافن مدول کششی و استحکام ضربه را به ترتیب 20 و 23 درصد افزایش داده است. از طرف دیگر، افزودن لاستیک XNBR استحکام و مدول کششی را ~18 درصد دچار کاهش و استحکام ضربه و ازدیاد طول تا پارگی را به ترتیب به طور چشمگیری تا 130 و 46 درصد افزایش داده است. همچنین، حضور همزمان نانو صفحات گرافن و لاستیک XNBR در زمینه رزین اپوکسی، کاهش 10 درصدی استحکام کششی را به دنبال داشته است. این در حالی است که مدول کششی، ازدیاد طول تا پارگی و استحکام ضربه به ترتیب نسبت به اپوکسی خالص 6، 29 و 143 درصد افزایش پیدا کرده اند.

با توسعه و پیشرفت صنایع الکترونیکی، اهمیت افزایش بهره وری مدارات الکترونیکی و همچنین حذف سرب از مدارات الکترونیکی بدلایل زیست محیطی، چالش بزرگی در زمینه طراحی و توسعه لحیم های نرم بدون سرب بر پایه قلع و با خواص فیزیکی و مکانیکی نزدیک به آلیاژهای قلع-سرب قدیمی ایجاد گردید. در همین راستا مجموعه آلیاژهای Sn-Ag-Cuبا ترکیب یوتکتیک و ترکیبات نزدیک به آن، به عنوان آلیاژهای پیشنهادی جهت جایگزینی لحیم های Pb-Snمطرح شده اند. به عنوان یک آلیاژ لحیم بدون سرب، نقطه ذوب پایین، قابلیت اطمینان بالای اتصالات و سازگاری با انواع فلاکس ها از جمله خواص این دسته از آلیاژهاست. به جهت بهبود خواص اتصال حاصل از لحیم کاری با این آلیاژها، از فرایند کامپوزیتی کردن با نانو ذرات مختلف استفاده می شود. در این پژوهش، از لحیم نرم با ترکیب Sn0. 3Ag0. 7Cu تقویت شده با نانوصفحات گرافن با درصد وزنی های مختلف (2/0، م1/0، م05/0و0)، استفاده شد. به جهت مشاهدات ریزساختاری از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی استفاده گردید. آزمون های فیزیکی از جمله اندازه گیری نقطه ذوب، ترشوندگی و مقاومت الکتریکی به جهت بررسی میزان اطمینان به آلیاژ لحیم، انجام شد. براساس نتایج بدست آمده با افزودن نانوصفحات گرافن زاویه ترشوندگی لحیم ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد. این پارامتر در مورد نمونه لحیم حاوی%1/0 نانوصفحات گرافن با %10 کاهش حد بهینه را نشان می دهد. نقطه ذوب آلیاژ لحیم نیز با افزایش درصد نانوصفحات گرافن تغییر قابل توجهی را نشان نداد. علاوه بر این، با افزودن نانوصفحات گرافن، ضخامت ترکیبات بین فلزی Cu6Sn5 موجود در فصل مشترک اتصال بین مس و لحیم، %30 کاهش را در مورد نمونه حاوی %1/0 گرافن نسبت به نمونه بدون گرافن نشان داد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

نانو ساختارهای چندلایه آلومینیوم/گرافن دارای اثر تقویتی و سفت کننده بسیار خوبی در کامپوزیت های آلومینیوم می باشند. لایه های گرافن به طور مؤثر مانع از رشد و حرکت نابجایی ها در زمینه آلومینیوم می شوند؛ بنابراین، خطوط نابجایی بیشتر و کوتاه تر در زمینه آلومینیوم بین لایه های گرافن رخ می دهد. در این مقاله، بارگذاری کششی بر روی نانو کامپوزیت های چندلایه آلومینیوم/گرافن با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه مکانیزم قفل شدگی نابجایی ها و اثر تقویتی و سفت کنندگی آن انجام شده است. هسته زایی، گسترش و حرکت نابجایی ها در زمینه آلومینیوم تحت کشش مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان داد که مکانیزم تقویت زمینه آلومینیوم شامل افزایش تراکم نابجایی ها و انتقال تنش برشی است. علاوه بر این، اثرات تقویتی و سفت کنندگی به عنوان تابعی از فاصله بین صفحات گرافن (فاصله صفحات 14-4 آنگستروم) نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فاصله صفحات گرافن نقش مؤثری در ایجاد مکانیزم قفل شدگی نابجایی ها در زمینه آلومینیوم دارند. کاهش صفحات گرافن سبب افزاش خواص مکانیکی زمینه آلومینیوم به سبب ایجاد مکانیزم قفل شدگی نابجایی می شود که این امر می تواند با شروع تجمع صفحات گرافن محدود شود. درنتیجه پله های سطحی پایدار در فاصله 12-10 آنگستروم بین صفحات گرافن توسط نابجایی ها با استحکام تسلیم حدودی GPa 14 و کرنش تسلیم 0/065 به دست آمد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

این پژوهش، به منظور بررسی اثر افزودن ZrC بر ریزساختار، و خواص مکانیکی کامپوزیت های ZrB2 تقویت شده با نانو صفحات گرافن (GNP)، سه کامپوزیت از طریق تف جوشی پلاسمای جرقه ای (SPS) در دمای 1900 درجه سانتی گراد به مدت 7 دقیقه تحت فشار 40 مگاپاسکال تف جوشی شدند و رفتار تف جوشی، ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت حاصل نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. چگالی نسبی به روش ارشمیدس اندازه گیری شد. برای بررسی ترکیب شیمیایی و شناسایی فاز از تجزیه و تحلیل XRD و EDS استفاده شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی ( FE-SEM) برای ارزیابی ریزساختار (اندازه دانه و تخلخل) استفاده شد. استحکام خمشی، سختی و چقرمگی شکست به ترتیب با آزمون خمشی سه نقطه ای، ماکرو ویکرز و Single Edge Notch Beam (SENB) تعیین شدند. نتایج نشان داد که حضور GNP به تنهایی و همراه با ZrC، چگالی نسبی را به طور قابل توجهی اقزایش می دهد(7/99%). علاوه بر این، چگالی کامل با افزودن 10 و 20 درصد حجمی ZrC در مقایسه با سرامیک خالص ZrB2 با چگالی نسبی 81% حاصل شد. حداکثر سختی ، استحکام خمشی و چقرمگی شکست GPa 8/25، MPa 597 و MPa m0.5 9/4 به ترتیب برای کامپوزیت ZrB2-GNP تقویت شده با 20 درصد حجمی ZrC بدست آمد.

نانو تشدیدگرهای آشکارساز جرم، نانوحسگرهایی اند که جرم های خارجی چسبیده به آنها بر اساس جابه جایی بسامد پایه حسگرها شناسایی می شوند. در این پژوهش سعی شده است که در کنار تعیین فاصله تعادلی و تقریب غیرخطی نیروی واندروالز میان نانوصفحات دولایه برن نیتریدٓ برن نیترید و نانوصفحات دولایه گرافن-برن نیترید، بسامد پایه این دو معماری نیز یافت شود و تاثیر شرایط مرزی بر آن بررسی شود. در ضمن، قدرت شناسایی جرم نانوصفحات دولایه با دو معماری متفاوت گرافن- برن نیترید و برن نیترید- برن نیترید نیز مطالعه شده است. به این منظور، از تلفیق نظریه کلاسیک ورق با نظریه آیفانتیس بهره گرفته شده است. نتایج بیان می کند که معماری برن نیترید- برن نیترید جابه جایی بسامد پایه بیشتری نسبت به معماری گرافن- برن نیترید نشان می دهد. درضمن با افزایش مقیاس کوچک، حساسیت نانوصفحات دولایه گرافن- برن نیترید مستطیلی به جرم خارجی نسبت به نانوصفحات هم وزن مربعی با همان معماری کاهش می یابد.