الخواص الكهربائية والميكانيكية للمركبات النانوية الهجينة الايبوكسي/اوكسيد الزنك بإضافة صفائح الكرافين النانوية

الباحث

ابرار عبد الحميد رشيد مجيد

المشرف

خنساء داود سلمان - سعاد علي عيسى

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Epoxy nanocomposite;Zinc oxide;Graphene nanoplatelets;Mechanical properties

تهدف هذه الدراسة الى فحص وتقييم الخصائص المجهرية, الميكانيكية والكهربائية للايبوكسي باضافة محتوى مختلف من اوكسيد الزنك النانوي (lwt.%, 2wt.%, 3wt.%, 4wt.% and Swt.%) ومحتوى ثابت من صفائح الكرافين النانوية (Lwt.%) الى مركب الايبوكسي المدعم بأوكسيد الزنك النانوي. هذه المركبات النانوية تم تحضيرها استخدام طريقة الصب. تم تحضير العينات واضافة اوكسيد الزنك و الكرافين الى الايبوكسي وصب الخليط في قوالب السيليكون ومن ثم اجراء الفحوصات المجهرية باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (FESEM) مع تحليل الاشعة السينية المشتتة للطاقة باستخدام (EDX) وفحص حيود الاشعة السينية باستخدام(721:10), وفحص الاشعة تحت الحمراء باستخدام (FTIR) ومطيافية رامان. بينما تم التحقق من الخصائص الميكانيكية باستخدام اختبارات الشد, الانحناء والصلادة. تمت دراسة الخصائص الكهربائية باستخدام (التوصيلية الكهربائية المتناوبة, ثابت العزل و فاقد العزل ) باستخدام جهاز ( (LCR أظهرت النتائج, ان الخواص الميكانيكية لمركب الايبوكسي النانوي تحسن مع زيادة محتوى اوكسيد الزنك. ازداد معامل يونك بنسبة 22.9% عند 31.46 من اوكسيد الزنك وقل عند Swt.%، 4077.90 من اوكسيد الزنك بسبب تكتل الدقائق النانوية لأوكسيد الزنك في مصفوفة الايبوكسي. بينما ازدادت متانة الشد, متانة الانحناء, ales الانحناء والصلادة بنسبة 14.24و ,35.3% 290% ,116.66% عند Swt.% من اوكسيد الزنك النانوي. من Age اخرى GUS yo الايبوكسي النانوية المدعمة بأوكسيد الزنك النانوي وصفائح الكرافين النانوية ايضا اظهرت تحسنا ملحوظا بالخصائص الميكانيكية ازدادت متانة الشد, معامل يونك, معامل الانحناء والصلادة بنسب ,460% ,54.9% ,240% 06 عند Swt.% من اوكسيد الزنك 9 Lwt.%_ من الكرافين مقارنة بالايبوكسي النقي. الى جانب ذلك ازدادت متانة الشد بنسبة 15590 عند 417.46 من اوكسيد الزنك و 117.96 من الكرافين. في النهاية بينت نتائج الاختبارات الكهربائية تحسنا بالتوصيلية الكهربائية (A.C. electrical conductivity) . ازدادت التوصيلية بزيادة محتوى المواد المعززة المضافة( اوكسيد الزنك والكرا فين) وازدادت ايضا بزيادة التردد. قل ثابت العزل الكهربائي (Dielectric constant) لجميع للمركبات النانوية بزيادة التردد. من جهة اخرى ادى اضافة اوكسيد الزنك الى نقصان ثابت العزل عند اضافقو محتوى ثابت من الكرافين الى المركب النانوي المدعم باوكسيد الزنك .

The objective of this thesis aimed to evaluate and examine the microstructure, mechanical and electrical properties of epoxy with addition of ZnO (zinc oxide) at different content (1wt.%, 2wt.%, 3wt.%, 4wt.% and 5wt. %) and with constant content of Gr (Graphene) at 1wt.%. These nanocomposites were prepared using casting route. The samples were prepared by adding reinforcement materials ZnO and Gr, poured the mixture in silicone molds and then microstructure examined by using Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) with the Energy Dispersive X-ray (EDX), X- ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. While the mechanical properties were investigated by using tensile, flexural and hardness shore tests. The electrical properties tests were studied using (A.C. electrical conductivity, dielectric constant and dielectric loss). The results of this study appeared that: the mechanical properties of the synthesized Epoxy nanocomposites properties increases with increasing the content of ZnO, the young modulus increased by 22.9% at 3wt. % and it reduced at 4wt.% and 5wt.% of ZnO, this is because the agglomeration of the nanoparticles in an epoxy matrix. The tensile strength, flexural strength, flexural modulus and hardness increased by 35.3%, 116.66%, 290% and 14.24%, respectively at 5wt.% of ZnO compared with pure epoxy due to the good dispersion of ZnO in the epoxy. On the other hand, for Epoxy/ZnO+Gr nanocomposites the values of tensile strength, young modulus, flexural modulus and hardness increased by 240%, 54.9%, 460% and 15.75% respectively at 5wt.% ZnO+ 1wt.% Gr compared with pure epoxy. Besides this, flexural strength increased by 155% at 4wt. % ZnO+1wt. % Gr due to the good dispersion of ZnO and Gr in the epoxy and the large surface area of Gr. Finally, the A.C. electrical conductivity increased with increasing the frequency and ZnO content with 1wt. % of Gr. The dielectric constant values of (Epoxy/ZnO) and (Epoxy/ZnO+Gr) nanocomposites decreased with the increase of frequency. While the addition of ZnO and Gr led to increasing the dielectric constant values of prepared nanocomposites. The dielectric loss of (Epoxy/ZnO) and (Epoxy/ZnO+Gr) nanocomposites decreases with increasing the frequency. On the other hand the addition of ZnO and Gr led to a significant decrease in the dielectric loss.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب