سنتز و بررسی خواص مکانیکی نانولوله ی کربنی و اثر آلایش آن در ابررسانای دمای بالا

در این کار تحقیقی جهت بررسی رفتار نانولوله های کربنی (cnt) ، ابررسانای دمای بالای ybco و خواص مکانیکی آن با استفاده از روش المان محدود شبیه سازی انجام شد. با در نظر گرفتن المان نمایشگر حجم (rve) که شامل 2 ناحیه ماتریس (ابررسانای ybco) و cnt است با نادیده گرفتن اندرکنش های بین نانولوله و ماتریس مدول یانگ rve محاسبه شده است. در این مدل ماتریس ابررسانا به صورت خطی رفتار میکند. با در نظر گرفتن رفتار خطی برای cnt، تأثیر افزایش شعاع، افزایش حجم موثر، تغییرات طول نانولوله بر روی مدول یانگ rve بررسی شده است. با استفاده از مدل سازی دریافتیم که، فاصله نانولوله ها از یکدیگر در ابررسانای ybco استحکام ابررسانای آلاییده به cnt را تحت تأثیر قرار میدهد به طوری که هر چه فاصله نانولوله ها از یکدیگر بیشتر باشد استحکام ابررسانای آلاییده به cnt کاهش مییابد. با افزایش تعداد نانولوله مدول یانگ rve بیشتر میشود. با در نظر گرفتن رفتار غیر خطی برای نانولوله، مدول یانگ rve تقریباً20-22% نسبت به ybco خالص افزایش مییابد. نمودار مدول برشی بر حسب حجم موثر نشان میدهد که با افزایش حجم موثر مدول برشی افزایش مییابد. در قسمت دوم مدل سازی، rve شامل 3ناحیه است که ناحیه سوم (interphase) بین cnt و ماتریس به علت وجود اندرکنش های بین cnt و ماتریس در نظر گرفته می شود. در این مدل با افزایش حجم موثر، مدول یانگ ybcoآلاییده به cnt افزایش مییابد. همچنین اثر افزایش مدول یانگ فاز میانی بر روی مدول یانگ rve مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش شعاع نانولوله مدول یانگ این نوع rve کاهش مییابد.