کاربرد طیف‌سنجی طول عمر نابودی پوزیترون در مطالعۀ خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های زمینۀ اپوکسی حاوی هیبرید نانواکسید کبالت/اکسید گرافن

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، گروه مهندسی مواد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

2 دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

3 دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

doi
10.47176/ijpr.25.2.22062
چکیده

در این پژوهش، نانوکامپوزیت­‌های زمینۀ اپوکسی حاوی مقادیر مختلف هیبرید نانواکسید کبالت  (Co3O4)/اکسید گرافن (05/0، 1/0 و 3/0 درصد وزنی) ساخته شدند. موفق بودن فرایند نشاندن نانوذرات Co3O4بر روی سطح اکسید گرافن با استفاده از روش سنتز محلولی، توسط آزمون‌های SEM، EDX و XRD تائید شد. آزمایش­‌های اندازه­‌گیری استحکام کششی و طیف­‌سنجی طول عمر نابودی پوزیترون بر روی نمونه­‌ها انجام شد و در ادامه، ارتباط بین نتایج این دو نوع آزمون مورد مطالعه قرار گرفت. طیف­‌سنجی طول عمر نابودی پوزیترون با استفاده از یک سامانۀ متداول همزمانی تند-کند انجام شد. این سامانه از دو آشکارساز پلاستیک سریع  (مدل NT-850 با زمان خیزش سیگنالِ کمتر از 2 نانوثانیه) و یک چشمۀ پرتوزای پوزیترون دهنده Na 22 (با فعالیت حدود 5 میکروکوری) استفاده می­‌کند. با استفاده از تابش‌های گامای همزمان چشمۀ گامادهنده Co60، قدرت تفکیک زمانی سامانه برابر با 211 پیکوثانیه اندازه‌گیری شد. نتایج آزمون استحکام کششی نشان داد که نمونه حاوی 05/0 درصد وزنی نانواکسید کبالت/اکسید گرافن، دارای بیشترین استحکام کششی (MPa 9/46) است. همچنین نتایج طیف‌سنجی طول عمر نابودی پوزیترون نشان داد که کمترین حجم آزاد حفره‌های موجود در نمونه‌­ها، مربوط به نمونۀ حاوی 05/0 درصد وزنی هیبرید نانواکسید کبالت/گرافن است. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که ارتباط مستقیمی بین کاهش حجم آزاد حفره‌ها و افزایش استحکام کششی نمونه­‌ها وجود دارد.