سنتز نانو پودر فریت نیکل روی و بررسی خواص رئولوژی کامپوزیت آن با پلیمر

در این تحقیق، نانو پودر فریت نیکل روی سنتز و خواص رئولوژیکی کامپوزیت آن با دو نوع پلیمر متفاوت (گرما نرم و گرما سخت) بررسی گردید. بدین منظور نانو پودر فریت نیکل روی با استفاده از روش شیمیایی برپایه پیش ماده پلیمری با استوکیومتریni0.5zn0.5fe2o4 و عملیات حرارتی در اتمسفر هوا تهیه شد. سپس نمونه های مورد نظر از لحاظ ویژگی های ساختاری، نوع فاز تشکیل شده، رفتارحرارتی، مورفولوژی و خواص مغناطیسی ارزیابی گردیدند. برای این منظور از تجهیزاتی نظیر xrd، ftir ، sta ، agfm ، tem و sem استفاده شد. با استفاده از دستگاه رئومتر، نحوه تاثیر شدت میدان مغناطیسی، سرعت برشی و زمان بر پارامترهای رئولوژیکی نانوکامپوزیت حاصل از اختلاط نانوذرات فریت نیکل روی در رزین اپوکسی ارزیابی گردید. در بخش دیگر نحوه تاثیر نانو ذرات بر ساختار پلیمر نیمه بلوری پلی وینیلیدن فلوراید با استفاده از دستگاه xrd و نیز تاثیر آن بر پارامترهای رئولوژی در حالت دینامیک بررسی شد. تلاش گردید تا علاوه بر تعیین نوع رفتار رئولوژی نانو کامپوزیت، ارتباط میان ریزساختار و برهمکنش بین ذرات توضیح داده شود. نتایج xrd از مرحله ابتدایی سنتز نانو پودر فریتی امکان دستیابی به تک فاز خالص فریت نیکل روی در دمای نسبتاً پایین تایید می کند. میانگین اندازه بلورک ها بسته به دمای کلسیناسیون در محدوده دمایی c ? 1000-400، در بازه nm 105-26 (حاصل از فرمول شرر) تغییر می کند. نتایج ftir نیز بر تشکیل پیوند فلز با اکسیژن در محدوده 1- cm600-550 و دستیابی به فاز مطلوب دلالت دارد. بررسی های ریزساختاری نیز با استفاده از دستگاه های sem و tem نشان می دهد که نانوبلورهایی با مورفولوژی تقریباً کروی و میانگین ابعاد nm30 در دمای c?400 تشکیل شده است. ارزیابی خواص مغناطیسی نانو پودر فریت نیکل روی توسط دستگاه agfm نشان داد که رفتار فریت از نوع نرم مغناطیس می باشد و مقادیر مغناطش اشباع در مورد نمونه های کلسینه شده در محدوده دماییc ? 1000-400 به ترتیب از 1/34 تا emu/g8/92 افزایش پیدا می کند. آزمون های رئومتری بر روی نانو کامپوزیت حاصل از نانو ذرات فریت نیکل روی در رزین اپوکسی ( تهیه شده به روش اختلاط مستقیم) در نرخ برشی پایین رفتار برش روانی و در نرخ برشی بالاتر رفتار نیوتنی دارد. مشخص شد که حضور میدان مغناطیسی موجب افزایش بیشتر انحراف از حالت نیوتنی و افزایش گرانروی کامپوزیت گردیده و جدایش فاز در نانو کامپوزیت در شدت میدان های بیشتر از ka/m 200 رخ می دهد. مطالعات رئولوژیکی در حالت دینامیک بر روی کامپوزیت نانو پودر فریت نیکل روی و پلی وینیلیدن فلوراید (اختلاط در حالت مذاب) نیز نشان داد که افزودن نانو ذرات هر سه پارامتر حالت دینامیک را افزایش و در تمام محدوده فرکانس اعمالی خاصیت برش روانی دارد. در کلیه ترکیبات مورد بررسی، با کاهش فرکانس، مدول های ذخیره و اتلاف کاهش می یابد. طیف آسایش نانو کامپوزیت نیز نشان داد در نانو کامپوزیت با درصد بالاتری از نانو ذرات به دلیل برهمکنش میان ذرات و زنجیره های پلیمری و به دلیل امکان تشکیل ساختارهای جدید، کاهش مدول آسایش با شیب کمتری رخ می دهد. بررسی سطح مقطع شکست نمونه های تهیه شده نیز نشان داد، با اختلاط در حالت مذاب، نانو کامپوزیتی با توزیع یکنواختی از ذرات در ابعاد نانومتری ایجاد می گردد.