عنوان پایان‌نامه
سنتز کامپوزیت فریت کبالت / پلیمر به روش آلیاپ سازی مکانیکی و بررسی مشخصات آن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1149;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66027
- تاریخ دفاع
- ۲۴ دی ۱۳۹۲
- دانشجو
- صدیقه رشیدی
- استاد راهنما
- ابوالقاسم عطائی
- چکیده
- امروزه نانوکامپوزیت های پلیمری مغناطیسی به دلیل داشتن خواص مغناطیسی، شیمیایی و فیزیکی مطلوب کاربردهای گسترده ای پیدا کرده اند. در این پژوهش نانوکامپوزیت مغناطیسی فریت کبالت / پلیمر به روش آلیاژسازی مکانیکی سنتز شده و به بررسی پوشش دهی سطح نانوذرات مغناطیسی فریت کبالت توسط پلیمر پرداخته شده است. برای این منظور در مرحله اول نانوذرات فریت کبالت به روش آلیاژسازی مکانیکی از مخلوط پودری کربنات کبالت و اکسید آهن که موادی ارزان، در دسترس و دارای کمترین عارضه زیست محیطی هستند به صورت تک مرحله ای و بدون نیاز به عملیات حرارتی بعدی سنتز شدند. مشخصات محصولات به دست آمده توسط روش های XRD، FESEM، EDS، ، FT-IR و VSM بررسی شده است. آنالیز XRD نشان داد فریت کبالت نانوساختار پس از 25 ساعت آسیاکاری مکانیکی مخلوط پودری با نسبت مولی 1 = CoCO3/Fe2O3 در دمای محیط بدست آمد. طبق نتایج FESEM و TEM مورفولوژی ذرات کروی مانند و اندازه متوسط ذرات 25 نانومتر است. در مرحله بعد نیز نانوکامپوزیت فریت کبالت/پلیمر به روش آسیاکاری مکانیکی سنتز شد و تاثیر متغیرهایی از قبیل نوع پلیمر، نسبت وزنی پلیمر به فریت کبالت و زمان آسیاکاری بر مشخصات نانوکامپوزیت با استفاده از تکنیک های ذکر شده در بالا بررسی شد. نتایج نشان داد پلیمر پلی اتیلن گلیکول در آسیا ذوب می شود و امکان تولید نانوکامپوزیت پودری به این روش وجود ندارد. نتایج XRD نشان داد در نانو کامپوزیت فریت کبالت/ پلی وینیل الکل با در صد وزنی 20، 50 و 80% پلیمر میکروکرنش های شبکه کاهش یافته است. طبق نتایج FESEM در نانوکامپوزیت آسیا شده به مدت 10ساعت، مورفولوژی و اندازه متوسط فریت کبالت در مقایسه با فریت کبالت خالص تغییر چندانی نداشته است (25-20 نانومتر) و با افزایش درصد وزنی پلیمر ذرات بخوبی در زمینه پلیمری پخش شده اند. با افزایش زمان آسیا تا 30 ساعت اندازه ذرات به 20 نانومتر کاهش یافت و پخش ذرات در زمینه یکنواخت تر شد. تصویر TEM از نانوکامپوزیت با 80% درصد وزنی پلی وینیل الکل ، وجود پوشش پلیمری را بر سطح نانوذرات فریت کبالت نشان می دهد. نتایج حاصل از آنالیز FT-IR نیز وجود پوشش پلیمری را درنانوکامپوزیت ها تائید می کند. نتایج آنالیز VSM نشان داد با افزایش درصد وزنی پلیمر در نانوکامپوزیت ها مغناطش اشباع کاهش و نیروی پسماندزدای مغناطیسی افزایش یافته است. نیروی پسماندزدای نانوکامپوزیت ها در مقایسه با فریت کبالت خالص کاهش یافته است. کلید واژه‌ها: نانوکامپوزیت پلیمری مغناطیسی، فریت کبالت، پلیمر، آسیاکاری مکانیکی ، نانوذرات
- Abstract
- In this research, cobalt ferrite (CoFe2O4)/¬polymer magnetic nano-composite was synthesized via mechanical alloying route. Cobalt ferrite nano-particles were synthesized from the powder mixture of CoCO3 and Fe2O3 (1:1 molar ratio) by mechanical alloying route in air without any subsequent heat treatment of the as-milled powders. The obtained products were characterized by XRD,FESEM, EDS, TEM, FT-IR and VSM techniques. The results showed that single phase¬ spherical nano-particles of cobalt ferrite with a mean particle size of 25 nm were synthesized after 25 hours of mechanical milling. XRD results indicated that in cobalt ferrite/polyvinyl alcohol (PVA) with 20, 50 and 80 wt. % of polymer, lattice micro strains decreased. FESEM results showed that in a 10 hours milled samples, there was no change in morphology and the particle size of cobalt ferrite slightly decreased (20-25 nm). By increasing in weight percentage of PVA, cobalt ferrite nano-particles well dispersed in the polymer matrix. Also, increasing the milling time up to 30 hours caused nano-particles distribute more homogeneously in polymer matrix and their mean particle size decrease to 20 nm. In TEM images of 80 wt. % PVA, polymer coating on the surface of cobalt ferrite nano-composite was observed also FT-IR results confirmed its existence in the surface of nano-particles. VSM results revealed that increasing the weight percentage of PVA resulted in decrease of saturation magnetization and increase of coercivity in all nano-composites. However, nano-composites’ coercivity were decreased in comparison with single phase cobalt ferrite. Keywords: Magnetic polymer nano-composite, Cobalt ferrite, Polymer, Mechanical milling, Nano-particles
