افزایش هدایت الکتریکی کامپوزیت‌های کربن/اپوکسی با استفاده از نانو ذرات

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و فرهنگ و پژوهشکده توسعه تکنولوژی جهاد دانشگاهی صنعتی شریف، تهران،ایران

2 2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، پژوهشکده توسعه تکنولوژی جهاد دانشگاهی صنعتی شریف، تهران، ایران

4 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

doi
10.22068/jstc.2018.93235.1471
چکیده

هدف این پژوهش توسعه کامپوزیت‌های زمینه پلیمری رسانا می باشد به‌طوری‌که مقدار این رسانایی بالاتر از حد استاندارد موسسه انرژی آمریکا باشد. در این صورت کامپوزیت‌های توسعه داده شده می‌توانند در ساخت الکترودها مورد استفاده قرار بگیرند. بدین منظور ذرات هادی دوده، نانولوله کربنی و گرافیت منبسط‌شده با درصدهای وزنی مختلف (5، 10، 15، 20، 25، 35 درصد ) به رزین اپوکسی اضافه شده و هدایت الکتریکی نمونه‌ها مطابق استاندارد روش چهار نقطه‌ای اندازه‌گیری شده است. متوسط آستانه تراوایی الکتریکی برای پلیمرهای حاوی ذرات دوده، نانو لوله کربنی و گرافیت منبسط شده به ترتیب 25، 10 و15 درصد وزنی بدست آمده است. همچنین تأثیر پارامترهای مختلف ساخت ازجمله استفاده از پمپ خلأ و گرمادهی روی هدایت الکتریکی نمونه های کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌ها نشان دادند استفاده از پمپ خلاء هدایتی الکتریکی را به ترتیب 10.8 ، 11.4 و 9.6 درصد در نمونه های دوده و نانو لوله کربنی و گرافیت منبسط شده افزایش داده است. به منظور افزایش مقاومت مکانیکی نمونه‌های پلیمری هادی از ده لایه پارچه کربنی تک جهته استفاده شده و نشان داده شد استفاده از الیاف کربن هدایت الکتریکی را به ترتیب 23.2، 27.3 و 24.7درصد برای نمونه های حاوی دوده ، گرافیت منبسط‌شده و نانولوله کربنی افزایش داده است. با استفاده از تصاویر تهیه شده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی کیفیت توزیع نانو ذرات در نمونه‌ها بررسی شده است.