ORIGINAL_ARTICLE
مقایسه نانوورقه های کربن نیترید سنتز شده به دو روش حرارتی و اولتراسونیکی-حرارتی (ترکیبی)
در این پژوهش به منظور بررسی تاثیر اولتراسونیک کردن در سنتز کربن نیترید نانوورقهای از پیشماده ملامینی، از دو روش حرارتی و ترکیبی با شرایط و سیکل حرارتدهی یکسان استفاده شده است. ابتدا ملامین در مدت 75 دقیقه به 550 درجه سانتیگراد رسید و برای مدت 4 ساعت در همین دما باقی ماند تا g-C3N4 بدست آید. در روش حرارتی، g-C3N4 بدست آمده در مدت 100 دقیقه به 500 درجه سانتیگراد رسید و برای مدت 3 ساعت در این دما نگهداری شد تا کربن نیترید نانوورقهای بدست آید. در روش ترکیبی، ابتدا g-C3N4 به مدت 130 دقیقه درون محلول آب و اتانول سونیکیت شد و روند روش حرارتی برای آن تکرار گردید. برای مشخصهیابی نانوورقههای حاصل، آزمونهای پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM)، طیف سنج مادون قرمز انتقالی (FTIR)، و تعیین مساحت سطح برونر-امت-تلر (BET) انجام گرفت. خواص فتوکاتالیستی نمونهها با استفاده از تجزیه رودامین بی بررسی شد. مشخص شد که هر دو روش، توانایی تولید کربن نیترید نانوورقهای را دارند. در روش ترکیبی در مدت زمان یکسان میتوان نانوورقههایی با ضخامت تقریبا 30 درصد کمتر از نانوورقههای تولیدشده به روش حرارتی، تولید نمود. نمونههای تولید شده به روش ترکیبی در مقایسه با نمونههای حرارتی دارای فعالیت فتوکاتالیستی بیشتری بودند.
https://www.jamt.ir/article_93224_8e22bc4ef8d1003d0eda7a10db6d31fa.pdf
2020-02-20
1
7
10.30501/jamt.2020.93224
نانوورقه
کربن نیترید
g-C3N4
روش حرارتی
روش ترکیبی
محمد رضا
کبیریان مقدم
mrkabirian75@gmail.com
1
دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
AUTHOR
احمد
صالحی
ahmadsalehi9696@gmail.com
2
دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
AUTHOR
سید خطیب الاسلام
صدرنژاد
sadrnezh@sharif.edu
3
دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
LEAD_AUTHOR
1. A. Seza, F. Soleimani, N. Naseri, M. Soltaninejad, S.M. Montazeri, S.K. Sadrnezhaad, M.R. Mohammadi, H. Asgari Moghadam, M. Forouzandeh, M.H. Amin , “Novel microwave-assisted synthesis of porous gC3N4/SnO2 nanocomposite for solar water-splitting,” Appl. Surf. Sci., vol. 440, pp. 153–161, 2018.
1
2. D.M. Teter and R.J. Hemley, “Low-Compressibility Carbon Nitrides,” Science., vol. 271, no. 5245, pp. 53 – 55, Jan. 1996.
2
3. S. Yang, Y. Gong, J. Zhang, L. Zhan, L. Ma, Z. Fang, R. Vajtai, X. Wang, P.M. Ajayan, “Exfoliated Graphitic Carbon Nitride Nanosheets as Efficient Catalysts for Hydrogen Evolution Under Visible Light,” Adv. Mater., vol. 25, no. 17, pp. 2452–2456, May 2013.
3
4. X. She, H. Xu, Y. Xu, J. Yan, J. Xia, L. Xu, Y. Song, Y. Jiang, Q. Zhang, H. Li, “Exfoliated graphene-like carbon nitride in organic solvents: Enhanced photocatalytic activity and highly selective and sensitive sensor for the detection of trace amounts of Cu2+,” J. Mater. Chem. A, 2014.
4
5. H.S. Zhai, L. Cao, and X.-H. Xia, “Synthesis of graphitic carbon nitride through pyrolysis of melamine and its electrocatalysis for oxygen reduction reaction,” Chinese Chem. Lett., vol. 24, no. 2, pp. 103–106, Feb. 2013.
5
6. H. Xu, J. Yan, X. She, L. Xu, J. Xia, Y. Xu, Y. Song, L. Huanga, H. Li, “Graphene-analogue carbon nitride: novel exfoliation synthesis and its application in photocatalysis and photoelectrochemical selective detection of trace amount of Cu2+,” Nanoscale, vol. 6, no. 3, pp. 1406–1415, 2014.
6
7. P. Niu, L. Zhang, G. Liu, H.M. Cheng, “Graphene-Like Carbon Nitride Nanosheets for Improved Photocatalytic Activities,” Adv. Funct. Mater., vol. 22, no. 22, pp. 4763–4770, Nov. 2012.
7
8. M. Groenewolt, M. Antonietti, “Synthesis of g-C3N4 nanoparticles in mesoporous silica host matrices,” Adv. Mater., vol. 17, no. 14, pp. 1789–1792, 2005.
8
9. Q. Lin, L. Li, S. Liang, M. Liu, J. Bi, and L. Wu, “Efficient synthesis of monolayer carbon nitride 2D nanosheet with tunable concentration and enhanced visible-light photocatalytic activities,” Appl. Catal. B Environ., vol. 163, pp. 135–142, Feb. 2015.
9
ORIGINAL_ARTICLE
رفتار فوتولومینسانس و فروسرخ نانوالیاف ZnO آلایش شده با Al
اکسید روی (ZnO) به دلیل نیمه هادی بودن و دارا بودن شکاف انرژی پهن در صنایع مختلف از جمله نوری و الکترونیک مورد استفاده قرار میگیرد. در این پژوهش نانوالیاف ZnO و آلایش شده با آلومینیوم (با نسبتAl/Zn برابر شش درصد وزنی) با استفاده از فرایند الکتروریسی و در ادامه پس از کلسینه شدن در دماهای مختلف (250، 300 و 400 درجه سانتیگراد) سنتز شدند. اثر آلایش بر ریزساختار، بلورشناسی، بنیان های مولکولی و رفتار فوتولومینسانس نانوالیاف ZnO به ترتیب به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و طیف سنج فوتولومینسانس (PL) بررسی شد. نتایج نشان داد که متوسط قطر نانوالیاف ZnO حاوی Al از 131 به 468 نانومتر پس از کلسینه شدن افزایش یافت. آنالیز XRD نشان داد که ZnO با ساختار هگزاگونال وورتزیت در هر دو نمونه تهیه شد و هم چنین تایید کرد که اتمهای Al در ساختار ZnO آلایش شده اند. مقایسه طیف FTIR نمونه ها نشان داد که آلایش Al باعث انتقال پیوند Zn-O به بسامدهای بیشتر و تشکیل پیوندهای قوی در شبکه ZnO شد. نتایج PL نشان داد که آلایش Al خواص نوری ZnO را بهبود بخشید، زیرا تشکیل عیوب ساختاری در اثر آلایش Al باعث ایجاد سطوح با انرژی کمتر برای نقل و انتقال الکترون از پهنه رسانش به پهنه ظرفیت میشود.
https://www.jamt.ir/article_104190_2c669fb8085c2bcba219f570f84165af.pdf
2020-02-20
9
17
10.30501/jamt.2020.104190
نیمههادی
اکسیدروی
نانوالیاف
آلایش
الکتروریسی
فوتولومینسانس
مادون قرمز تبدیل فوریه
سهیلا
اوصالی
osali.soheila.92@gmail.com
1
دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مواد، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران.
AUTHOR
حمید
اصفهانی
h.esfahani@basu.ac.ir
2
دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مواد، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران
LEAD_AUTHOR
حمید رضا
کرمی
hamidr.karami@basu.ac.ir
3
دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی برق، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران.
AUTHOR
1. Hua J, Wei Q, Du Y, Yuan X, Wang J, Zhao J, Li H. Controlling electron transfer from photoexcited quantum dots to Al doped ZnO nanoparticles with varied dopant concentration. Chemical Physics Letters. 2018 Jan 16;692:178-83.
1
2. Krstulović N, Salamon K, Budimlija O, Kovač J, Dasović J, Umek P, Capan I. Parameters optimization for synthesis of Al-doped ZnO nanoparticles by laser ablation in water. Applied Surface Science. 2018 May 15;440:916-25.
2
3. Ajala F, Hamrouni A, Houas A, Lachheb H, Megna B, Palmisano L, Parrino F. The influence of Al doping on the photocatalytic activity of nanostructured ZnO: The role of adsorbed water. Applied Surface Science. 2018 Jul 1;445:376-82.
3
4. Cao F, Li C, Li M, Li H, Huang X, Yang B. Direct growth of Al-doped ZnO ultrathin nanosheets on electrode for ethanol gas sensor application. Applied Surface Science. 2018 Jul 31;447:173-81.
4
5. Coşkun B, Mensah-Darkwa K, Soylu M, Al-Sehemi AG, Dere A, Al-Ghamdi A, Gupta RK, Yakuphanoglu F. Optoelectrical properties of Al/p-Si/Fe: N doped ZnO/Al diodes. Thin Solid Films. 2018 May 1;653:236-48.
5
6. Tyona MD, Jambure SB, Lokhande CD, Banpurkar AG, Osuji RU, Ezema FI. Dye-sensitized solar cells based on Al-doped ZnO photoelectrodes sensitized with rhodamine. Materials Letters. 2018 Jun 1;220:281-4.
6
7. Manzhi P, Alam MB, Kumari R, Krishna R, Singh RK, Srivastava R, Sinha OP. Li-doped ZnO nanostructures for the organic light emitting diode application. Vacuum. 2017 Dec 1;146:462-7.
7
8. Ungula J, Dejene BF, Swart HC. Band gap engineering, enhanced morphology and photoluminescence of un-doped, Ga and/or Al-doped ZnO nanoparticles by reflux precipitation method. Journal of Luminescence. 2018 Mar 1;195:54-60.
8
9. Choi YS, Kang JW, Hwang DK, Park SJ. Recent advances in ZnO-based light-emitting diodes. IEEE Transactions on Electron Devices. 2009 Nov 10;57(1):26-41.
9
10. Pearton SJ, Norton DP, Ip K, Heo YW, Steiner T. Recent progress in processing and properties of ZnO. Progress in materials science. 2005 Mar 1;50(3):293-340.
10
11. Wang KL, Xin YQ, Zhao JF, Song SM, Chen SC, Lu YB, Sun H. High transmittance in IR region of conductive ITO/AZO multilayers deposited by RF magnetron sputtering. Ceramics International. 2018 Apr 15;44(6):6769-74.
11
12. Park M, Han SM. Enhancement in conductivity through Ga, Al dual doping of ZnO nanofibers. Thin Solid Films. 2015 Sep 1;590:307-10.
12
13. Zhou B, Wu Y, Wu L, Zou K, Gai H. Effects of Al dopants on the microstructures and optical properties of ZnO nanofibers prepared by electrospinning. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2009 Feb 1;41(4):705-10.
13
14. Sandeep KM, Bhat S, Dharmaprakash SM. Structural, optical, and LED characteristics of ZnO and Al doped ZnO thin films. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2017 May 1;104:36-44.
14
15. Cetin SS, Uslu I, Aytimur A, Ozcelik S. Characterization of Mg doped ZnO nanocrystallites prepared via electrospinning. Ceramics International. 2012 Jul 1;38(5):4201-8.
15
16. Wu L, Wu Y, Wei LÜ. Preparation of ZnO nanorods and optical characterizations. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2005 Jun 1;28(1):76-82.
16
17. Zhang Y, Zhu F, Zhang J, Xia L. Converting layered zinc acetate nanobelts to one-dimensional structured ZnO nanoparticle aggregates and their photocatalytic activity. Nanoscale Research Letters. 2008 Jun;3(6):201.
17
18. Birajdar SD, Alange RC, More SD, Murumkar VD, Jadhav KM. Sol-gel auto combustion synthesis, structural and magnetic properties of Mn doped ZnO nanoparticles. Procedia Manufacturing. 2018 Jan 1;20:174-80.
18
19. Patterson AL. The Scherrer formula for X-ray particle size determination. Physical review. 1939 Nov 15;56(10):978.
19
20. Foreman JV, Everitt HO, Yang J, McNicholas T, Liu J. Effects of reabsorption and spatial trap distributions on the radiative quantum efficiencies of ZnO. Physical Review B. 2010 Mar 15;81(11):115318.
20
21. Park Y, Cho K, Kim S. Thermoelectric characteristics of glass fibers coated with ZnO and Al-doped ZnO. Materials Research Bulletin. 2017 Dec 1;96:246-9.
21
22. Samanta PK, Chaudhuri PR. Substrate effect on morphology and photoluminescence from ZnO monopods and bipods. Frontiers of Optoelectronics in China. 2011 Jun 1;4(2):130.
22
23. Khan F, Baek SH, Kim JH. Influence of oxygen vacancies on surface charge potential and transportation properties of Al-doped ZnO nanostructures produced via atomic layer deposition. Journal of Alloys and Compounds. 2017 Jun 30;709:819-28.
23
24. Zhao M, Wang X, Cheng J, Zhang L, Jia J, Li X. Synthesis and ethanol sensing properties of Al-doped ZnO nanofibers. Current Applied Physics. 2013 Mar 1;13(2):403-7.
24
25. Nohara A, Takeshita S, Iso Y, Isobe T. Solvothermal synthesis of YBO 3: Ce 3+, Tb 3+ nanophosphor: influence of B/(Y+ Ce+ Tb) ratio on particle size and photoluminescence intensity. Journal of materials science. 2016 Apr 1;51(7):3311-7.
25
26. Yuliah Y, Bahtiar A, Fitrilawati, Siregar RE. The optical band gap investigation of PVP-capped ZnO nanoparticles synthesized by sol-gel method. InAIP Conference Proceedings 2016 Feb 24 (Vol. 1712, No. 1, p. 050018). AIP Publishing.
26
27. Zhao D, Andreazza C, Andreazza P, Ma J, Liu Y, Shen D. Temperature-dependent growth mode and photoluminescence properties of ZnO nanostructures. Chemical physics letters. 2004 Dec 1;399(4-6):522-6.
27
28. Niu W, Zhu H, Wang X, Ye J, Song F, Zhou J, Gu S, Shi Y, Xu Y, Zhang R. Identification of defect-related emissions in ZnO hybrid materials. Applied Physics Letters. 2015 Jul 13;107(2):021902.
28
29. Kumar V, Ntwaeaborwa OM, Swart HC. Deep level defect correlated emission and Si diffusion in ZnO: Tb3+ thin films prepared by pulsed laser deposition. Journal of colloid and interface science. 2016 Mar 1;465:295-303.
29
ORIGINAL_ARTICLE
ساخت و ارزیابی داربست نانوکامپوزیتی الکتروریسی شده پلی کاپرولاکتون/نانوتیوب کربنی آمین دار شده حاوی سلول های بنیادی مزانشیمی جهت کاربرد در مهندسی بافت سخت
مهندسی بافت استخوان با هدف ترمیم ضایعات و آسیب های استخوانی در تلاش است تا با بهبود داربست های سنتزی بتواند شرایط مشابه ماتریس سلولی را برای رشد و تکثیر بهتر سلولهای بدن فراهم کند. از این رو طراحی یک داربست مناسب با خواص زیستی و مکانیکی بهینه می تواند نقش مهمی را در این زمینه ایفا کند. در این تحقیق درصدهای وزنی مختلف نانو لولههای کربن تک دیواره عامل دار شده با گروه آمین (SWCNTs-amine) با درصدهای وزنی 0، 0.1، 0.2 و 0.5 به پلیکاپرولاکتان (PCL) به منظور افزایش خواص زیستی و مکانیکی داربست اضافه و نانو فیبرهای کامپوزیتی PCL-SWCNTs با روش الکتروریسی تهیه شد. چسبندگی، تکثیر، تمایز و زنده مانی سلولهای بنیادی مزانشیمال مشتق شده از مغز استخوان موش (BMSCs) بر روی داربستها توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (SEM)، آزمون های MTT، live-dead و آلکالین فسفاتاز بررسی شد. مورفولوژی، خواص مکانیکی و زیست فعالی داربستها نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، آزمون استحکام کششی و آزمون زیست فعالی در محیط شبیه سازی شده بدن (SBF) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت حاوی 2/0 درصد نانوله کربنی داری بیشترین میزان استحکام کششی در حدود 10 مگا پاسکال است که در مقایسه با نمونه الکتروریسی شده PCL خالص، افزایش قابل توجهی داشته است. همچنین هیچ کدام از نمونه ها پس از گذشت 1، 3 و 5 روز سمیتی از خود نشان ندادند. بعلاوه، بررسی های صورت گرفته با SEM نشان داد که استفاده از نانو لوله های کربن تک دیواره، چسبندگی و نفوذ سلولهای BMSC بر روی الیاف داربست را افزایش داده است. این افزایش در نمونه نانوکامپوزیتی حاوی 5/0 درصد وزنی نانولوله کربنی مشهودتر بود. همچنین نتایج آزمون آلکالین فسفاتاز بهبود تکثیر و تمایز سلولها را بر روی داربست های حاوی نانوذره نسبت به PCL خالص نشان داد. از نتایج حاصل میتوان دریافت که نانوفیبرهای الکتروریسی شده با درصدهای وزنی بهینه میتوانند کاندیدهای مناسبی جهت کاربرد در مهندسی بافت استخوان باشند.
https://www.jamt.ir/article_93226_fd7c64f7ce51bc9d61949c5a2aa23917.pdf
2020-02-20
19
30
10.30501/jamt.2020.93226
پلی کاپرولاکتون
نانولوله کربن تک دیواره
الکتروریسی
نانوکامپوزیت
مهندسی بافت استخوان
هادی
توحیدلو
haditohidlou@yahoo.com
1
پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، گروه زیست فناوری پزشکی، تهران، ایران
AUTHOR
سیده سارا
شفیعی
shafiei@nigeb.ac.ir
2
پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، گروه زیست فناوری پزشکی، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
فائزه
شیرعلی پور
faeze.shiralipour@gmail.com
3
پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، گروه زیست فناوری پزشکی، تهران، ایران
AUTHOR
1
Costa-Pinto, A.R., R.L. Reis, and N.M. Neves, Scaffolds based bone tissue engineering: the role of chitosan. Tissue Engineering Part B: Reviews, 2011. 17(5): p. 331-347.
2
Mow, V.C. and R. Huiskes, Basic orthopaedic biomechanics & mechano-biology2005: Lippincott Williams & Wilkins.
3
3. Oryan, A., et al., Bone regenerative medicine: classic options, novel strategies, and future directions. Journal of orthopaedic surgery and research, 2014. 9(1): p. 1.
4
4. Polo-Corrales, L., Latorre-Esteves, M., & RamirezVick, J. E. (2014). Scaffold design for bone regeneration. Journal of nanoscience and nanotechnology, 14(1), 15-56
5
5. Abedalwafa, M., Wang, F., Wang, L., & Li, C. (2013). Biodegradable poly-epsilon-caprolactone (PCL) for tissue engineering applications: a review. Rev. Adv. Mater. Sci, 34(2), 123-140.
6
6. Chao-jing, L. I., Abedalwafa, M., Fu-Jun, W., Peng, G. E., Pei-feng, C. H. E. N., & Lu, W. A. N.
7
G. (2013). Effect of Molecular Weight of PCL on the Structure and Mechanical Properties of PCL/PET Composite Vascular Scaffold Prototype. Journal of Donghua University (Eng. Ed.) Vol, 30(5)
8
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تاثیر افزودن پودر قلع به پودر فولاد ST316L در قابلیت تف جوشی و ریز ساختار فیلترهای فولادی
از جمله استفاده فرآیند متالورژی پودر، ساخت فیلترهای فلزی و نیز فیلترهای فولادی است و همانطور که از نامشان پیداست این قطعات متخلخل هستند. فیلترها در حوزه های مختلف صنایع متالورژی، شیمیایی، داروسازی، فضائی و هوائی کاربرد و مورد استفاده وسیع قرار دارند. در این تحقیق، نمونه هائی متخلخل از پودر فولاد 316L تهیه شده بروش اتمایزینگ آبی طی فرآیند متالورژی پودر تهیه شدند. ابتدا پودرهای فولاد 316L بصورت خالص و همچنین با افزودن در صدی معین پودر قلع (sn) به پودر فولادی مخلوط شده و پس از استفاده از اسپری روانکار ( استئارات روی) و اسپری نمودن روی سطوح قالب و سنبه ها، مخلوط های حاصله در قالبی صلب و در چهار فشار مختلف 300 ، 350 ، 400 و 450 مگا پاسکال فشرده شدند. خشته های خام بدست آمده در آتمسفر خلاء در دمای 1320 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه سینتر شدند. پس از سرد شدن کوره و خارج نمودن نمونه ها، چگالی آنها اندازه گیری و سپس مورد بررسی های ریزساختاری و آنالیز شیمی توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ روبشی الکترونی قرار گرفتند. با اندازه گیری چگالی نمونه های سینتر شده ملاحظه گردید که تخلخل نمونه ها از 46 تا 38 درصد متغیر می باشد.
https://www.jamt.ir/article_95827_2c6e9ab2d50112b35b3131dd73ee2f1a.pdf
2020-02-20
31
37
10.30501/jamt.2020.95827
فیلتر
فیلتری های فولادی
قطعات متخلخل
علی
کفلو
ali.kaflou@irost.org
1
پژوهشکده مواد پیشرفته و انرژیهای نو، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
سید محمد
زهرایی
smzahraee@irost.org
2
پژوهشکده مواد پیشرفته و انرژیهای نو، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران
AUTHOR
1.Rosso, M. Grande, M. A. High density sintered stainless steels with improved properties. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2007, 21(2), 97-102.
1
2. Coovattanachai, O., Tosangthum, N., Morakotjinda, M., Yotkaew, T., Daraphan, A., Krataitong, R., Vetayanugul, B., & Tongsri, R. . Performance improvement of P/M 316L by addition of liquid phase forming powder. Materials Science and Engineering: A, 2007, 445, 440-445.
2
3. Erhard Klar, Prasan K. Samal, , Powder Metallurgy Stainless Steels: Processing, Microstructure and Properties ASM International , 2007
3
4. Garcia C., Martína F., Tiedraa, P., García Cambronerob, L. . Pitting corrosion behaviour of PM austenitic stainless steels sintered in nitrogen–hydrogen atmosphere. Corrosion Science 2007, 49(4), 1718-1736.
4
5. R.M. German "Gas Flow Physics in Porous Metal", Inter. J. Powder Metall. Powder Tech., 1979, Vol.15, p23-30.
5
6. W. Schatt & K, P, Wieters, "Powder Metallurgy", European Powder Metallurgy Association, 1997 p346352,
6
7. White I. A., "Stainless Steel Powders- Manufacturing techniques and applications", p90-115.
7
8. Salak A., "Ferrous Powder Metallurgy", Cambridge International Science Publishing, Cambridge, 1997.
8
9. N. Chawla, S. Polasik, K.S. Narasimhan, K.K. Chawla, Inter. J. Powder Metall. Vol.37, No.49, 2001.
9
10. . Polasik S.J. Williams J.J. Chawla N, "Metall. Mater. Trans. A, 33A,73,2002
10
11. Tang H.P., "Rare Metal Material and Engineering", 26:1, 1997.
11
12. Padmavathi, C., Upadhyaya, A., & Agrawal, D. . Corrosion behavior of microwave-sintered austenitic stainless steel composites. Scripta Materialia, 2007 57(7), 651-654.
12
13. Verlee, B., Dormal, T., & Lecomte-Beckers, J. Density and porosity control of sintered 316L stainless steel parts
13
produced by additive manufacturing. Powder Metallurgy, 2012 55(4), 260-267.
14
14. "Powder Metal Technologies and Applications", Vol 7, ASM Handbook, 1998, ASM International.
15
15. Tosangthum N., Muangtiong P., Ornmanee Coovattanachail, M et al., . Effects of Tin Powder on Properties of Sintered Stainless Steels, Journal of Metals, Materials and Minerals. 2008 Vol.18 No. 1 pp.47-51.
16
ORIGINAL_ARTICLE
تهیه نانوکامپوزیت متخلخل ZnO/MWCNT و نانوذرات ZnO از پیش ماده شبکه آلی-فلزی و استفاده از آن به عنوان فوتوآند در ساخت سلول خورشیدی رنگدانه ای
در این پژوهش، نانوکامپوزیت متخلخل ZnO/MWCNT و نانوذرات ZnO با استفاده از شبکه آلی-فلزی (MOF) بر پایه Zn تهیه شدند. همچنین، به منظور مقایسه، نانوذرات ZnO بدونMOF نیز سنتز شدند. ساختار، مورفولوژی و سایز نانو ساختارها با استفاده از الگوی پراش (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. سلولهای خورشیدی حساس شده به رنگدانه (DSSCs) با استفاده از نانوکامپوزیت ZnO/MWCNT و نانوذرات ZnO بهعنوان فوتوآند، ساخته شدند. مشخص شد، که نانوذرات ZnO ساخته شده با MOF، مساحت ویژه بالاتر، جذب رنگدانه بیشتر و چگالی جریان مدار بسته بهتری را در مقایسه با ZnO مرجع بدون پیش ماده MOF نشان میدهد. بهعلاوه، اثر افزودن نانو لولههای کربنی چند دیواره (MWCNT) به ساختار متخلخل ZnO بررسی شد و سلول خورشیدی رنگدانهای بر پایه فوتوآند ZnO/MWCNT، چگالی جریان مدار بسته mA cm-2 89/23، ولتاژ مدار باز (V) 68/0، و بازده تبدیل فوتون به الکتریسیته 78/4 درصد را نشان داد، که در حدود 15 درصد بیشتر از بازده بهدست آمده از سلول خورشیدی بر پایه فوتوآندZnO ساخته شده ازMOF با بازدهی 06/4 درصد است. افزایش بازدهی را میتوان به افزایش رسانندگی الکتریکی درفوتوآند، اتصال محکم تراز رسانش آند با مولکولهای رنگدانه و سطح تماس بیشتر فوتوآند با الکترولیت نسبت داد.
https://www.jamt.ir/article_93227_cb08018e83eb7476894aa181b5e98ec6.pdf
2020-02-20
39
47
10.30501/jamt.2020.93227
متخلخل
شبکه آلی-فلزی
سطح ویژه
سلول خورشیدی رنگدانهای
بازدهی
سمانه
مظفری
mozaffari.samaneh@gmail.com
1
گروه علوم پایه، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار، چابهار، ایران
LEAD_AUTHOR
آزاده سادات
نعیمی
naeimi.a.s@gmail.com
2
گروه فیزیک، واحد علی آباد کتول، ، دانشگاه آزاد اسلامی، علی آباد کتول، ایران.
AUTHOR
Li, W., Wu, X., Han, N., Chen, J., Qian, X., Deng, Y., Tang, W., Chen, Y., MOF-derived hierarchical hollow ZnO nanocages with enhanced low-concentration VOC gas-sensing performance, Sensors and Actuators B: Chemical,2016,225, 158-166.
1
Jiang, J., Recent development of in silico molecular modeling for gas and liquid separations in metal organic frameworks, Current Opinion in Chemical Engineering, 2012, 1, 138-144.
2
3. Quartarone E., Dall'Asta, V., Resmini, A., Tealdi, C., Tredici, I.G., Tamburini, U.A., Mustarelli, P., Graphite-coated ZnO nanosheets as high-capacity, highly stable, and binder-free anodes for lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, 2016, 320, 314-321.
3
4. Tian, D., Zhou, X.L., Zhang, Y.H., Zhou, Z., Bu, X.H., MOF derived porous Co3O4 hollow tetrahedra with excellent performance as anode materials for lithium-ion batteries, Inorganic Chemistry, 2015, 54, 8159-8161.
4
5. Zeng, G., Chen, Y., Chen, L., Xiong, P., Wei, M., Hierarchical cerium oxide derived from metal-organic frameworks for high performance supercapacitor electrodes, Electrochimica Acta, 2016, 222, 773-780.
5
6. Salunkhe R.R., Kaneti Y.V., Yamauchi Y., Metal-organic framework-derived nanoporous metal oxides toward supercapacitor applications: progress and prospects, ACS Nano, 2017,11, 5293-5308.
6
7. Li, J.R., Kuppler, R. J., Zhou, H. C., Selective gas adsorption and separation in metal-organic frameworks, Chemical Society Reviews, 2009, 38, 1477-1504.
7
8. Xia, W., Mahmood, A., Zou, R., Xu, Q., Metal-organic frameworks and their derived nanostructures for electrochemical energy storage and conversion, Energy and Environment Sciences, 2015, 8, 1837-1866.
8
9. Korneva, G., Ye, H., Gogotsi, Y., Halverson, D., Fried, G., Bradley, J.C., Kornev K.G., Carbon nanotube loaded with magnetic particles, Nano Letters,2005, 5, 879-884.
9
10. Su, Q., Li, J., Du, G., Xu, B., In situ synthesis of iron/nickel sulfide nanostructure filled carbon nanotube and their electromagnetic and microwave-absorbing properties, Journal of Physical Chemistry C,2011, 115, 1838-1842.
10
11. Dresselhaus, M.S., Dresselhaus, G., Saito, R., Physics of carbon nanotubes, Carbon, 1995, 33, 883-891.
11
12. Du, G., Li, W., Liu, Y., Filling carbon nanotubes with Co9S8 nanowires through in situ catalyst transition and extrusion, Journal of Physical Chemistry A, 2008, 112, 1890-1895.
12
13. Denizalti, S., KhalafAli, A., Ela Mesut, Ç., SuleErten-Ela, E., Dye-sensitized solar cells using ionic liquids as redox mediator, Chemical Physics Letters, 2018, 691, 373-378.
13
14. Hui Yap, M., Fow.. K. L., Zheng Chen, G., Synthesis and applications of MOF-derived porous nanostructures, Green Energy and Environment, 2017, 2, 218-245.
14
15. Zou, Y., Qi, Z., Ma, Z., Jiang, W., Hu, R., Duan, J., MOF-derived porous ZnO/MWCNTs nanocomposite as anode materials for lithium-ion batteries, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2017, 788, 184-191.
15
16. Moezzi, A., McDonagh, A.M, Cortie, M.B., Zinc oxide particles: synthesis, properties and applications, Chemical Engineering Journal, 2012, 185, 1-22.
16
17. Yang, M., Dong, B., Yang, X., Xiang, W., Ye, Z., Wang, E., Wan, L., Zhao, L., Wang, S., TiO2 nanoparticle/nanofiber-ZnO photoanode for the enhancement of the efficiency of dye sensitized solar cells, RSC Advances, 2017, 7, 41738-41744.
17
18. Arof, A.K., Noor, I.M., Buraidah, M.H., Bandara, W.J., Careem, M.A., Albinsson, I., Mellander, B.E., Polyacrylonitrile gel polymer electrolyte based dye sensitized solar cells for a prototype solar panel, Electrochimica Acta, 2017, 251, 223-234.
18
19. Liua, R., Qianga, L.S., Yangb, W.D., Liub H.Y., Enhanced conversion efficiency of dye-sensitized solar cells using Sm2O3 emodified TiO2 nanotubes, Journal of Power Sources,2013, 223, 254-258.
19
20. Jung H.G., Kang, Y.S., Sun Y.K., Anatase TiO2 spheres with high surface area and mesoporous structure via a hydrothermal process for dye-sensitized solar cells, Electrochimica Acta, 2010, 55, 4637-4641.
20
21. Oku, T., Kobayashi, K., Suzuki, A., Kikuchi K., Fabrication and characterization of TiO2-based dye-sensitized solar cells, Progress in Natural Science: Materials International, 2011, 21, 122-126.
21
22. Benetti, D., Dembele, K.T., Benavides, J., Zhao H., Cloutier, N., Concina, I., Vomiero, A., Rosei F., Functionalized multi-wall carbon nanotubes/TiO2 composites as efficient photoanodes for dye sensitized solar cells, Journal of Materials Chemistry C, 2016, 4, 1-11.
22
23. Liu, B.T., Liou, J.Y., High efficiency of dye-sensitized solar cells with two-layer mesoporous photoanodes fabricated in a low temperature process, Electrochimica Acta,2018, 261, 421-427.
23
24. Xu, L., Xu, J., Hu, H.,Cui, C., Ding, Z., Yan, Y., Lin, P., Wang, P., Hierarchical submicroflowers assembled from ultrathin anatase TiO2 nanosheets as light scattering centers in TiO2 photoanodes for dye-sensitized solar cells, Journal of Alloys and Compounds, 2019, 776, 1002-1008.
24
25. Zhang,L., Cole, J.M., Anchoring Groups for Dye-Sensitized Solar Cells, ACS Applied Materials and Interfaces,2015, 7, 3427-3455.
25
26. Mozaffari, S., Nateghi, M.R., Borhani Zarandi, M., Effect of multi anchoring groups of catecholamine polymer dyes on the electrical characteristics of metal free dye-sensitized solar cells: A comparison study, Solar Energy, 2014,106, 63-71.
26
27. Galoppini, E., Linkers for anchoring sensitizers to semiconductor nanoparticles. Coordination Chemistry Reviews, 2004, 248, 1283-1297.
27
28. Frei, H., Fitzmaurice, D.J., Gratzel, M., Surface chelation of semiconductors and interfacial electron transfer. Langmuir, 1990, 6, 198-206.
28
29. Mozaffari, S., Dehghan, M., Borhani Zarandi, M., Nateghi, M.R., Effect of single-wall carbon nanotubes on the properties of polymeric gel electrolyte dye-sensitized solar cells, Journal of Solid State Electrochemistry, 2014, 18, 655-663.
29
30. Lim, S.J., Kang, Y.S., Won Kim, D., Dye-sensitized solar cells with quasi-solid-state cross-linked polymer electrolytes containing aluminum oxide, Electrochemistry Communication, 2011, 56, 2031-2035.
30
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی نظری خواص و رفتار LiFeSO4F به عنوان کاتد باتری لیتیم-یون با استفاده از نظریه تابعی چگالی
کاتد در باتریهای لیتیم-یون مهمترین بخش و تعیین کننده کارآیی و رفتار این وسایل ذخیره انرژی میباشد. ماده کاتدی LiFeSO4F با ساختار تاووریت و گروه فضایی C2/c مورد بررسی نظریه تابعی چگالی (DFT) با استفاده از کد Wien2k قرار گرفت. محاسبات با استفاده از روشهای GGA، GGA+U و PBE-Fock-α (از روش های Hybrid functionals، HF) انجام شدند. محاسبات ساختاری نشان داد این کاتد پس از خروج لیتیم پایداری خود را حفظ مینماید. محاسبات ولتاژ نظری نشان داد نزدیکترین مقادیر محاسبه شده ولتاژ به مقدار آزمایشگاهی (V 3.9) متعلق به روشهایHF و GGA+U است. بر طبق چگالی حالات (DOS) محاسبه شده، ساختار قبل از خروج لیتیم نیمههادی نوع n و ساختار پس از خروج لیتیم نیمه هادی نوع p میباشد. با وجود اینکه به دلیل ساختار باز این کاتد انتظار می رود نرخپذیری این کاتد مناسب باشد، با این حال ترکیب دیود بایاس معکوس اتصال p-n موجب نرخپذیری کمتر این کاتد نسبت به کاتدهای اکسیدی شده است. برای اولین بار، نوار ممنوعه ذاتیوار و غیرذاتیوار برای این کاتد با روشهای مختلف محاسبه و گزارش شدند.
https://www.jamt.ir/article_95541_6fa8d55aa6ce53826c6752a9dfaa8548.pdf
2020-02-20
49
56
10.30501/jamt.2020.95541
باتری لیتیم-یون
کاتد
نظریه تابعی چگالی
LiFeSO4F
محمد مهدی
کلانتریان
kalantarian@gmail.com
1
پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران
LEAD_AUTHOR
مسعود
مومنی
mmomeni640@gmail.com
2
پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران
AUTHOR
مهزیار
حفیظی
mahziar97@yahoo.com
3
پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران
AUTHOR
1. Ellis, B. L. & Nazar, L. F. Sodium and sodium-ion energy storage batteries. Current Opinion in Solid State and Materials Science, (2012), 16 (4), 168-177.
1
2. Wakihara, M. Recent developments in lithium ion batteries. Materials Science and Engineering: R: Reports, (2001), 33 (4), 109-134.
2
3. Goodenough, J. B. & Kim, Y. Challenges for rechargeable batteries. Journal of Power Sources, (2011), 196 (16), 6688-6694.
3
4. کزازی, م., واعظی, م. ر. & زاده, ا. ک. ساخت، مشخصه یابی و سیکل پذیری ماده کاتدی سولفور- پلی پیرول جهت کاربرد در باتری-های ثانویه لیتیمی. مجله مواد و فناوریهای پیشرفته, (1392), 2 (3), 79-85.
4
5. Kalantarian, M. M. et al. Electrochemical Characterization of Low-Cost Lithium-Iron Orthosilicate Samples as Cathode Materials of Lithium-Ion Battery. Advanced Ceramics Progress, (2017), 3 (3), 19-25.
5
6. کلانتریان, م. م. & عسگری, س. بررسی نظری جامع پلیمورفهای مختلف Li2FeSiO4 به عنوان کاتد باتری لیتیم-یون با استفاده از نظریه تابعی چگالی. مجله مواد و فناوریهای پیشرفته, (1397), 7 (2), 63-74.
6
7. Fergus, J. W. Recent developments in cathode materials for lithium ion batteries. Journal of Power Sources, (2010), 195 (4), 939-954.
7
7. کلانتریان, م. م. بررسی نظری خواص و رفتار LiFePO4 به عنوان کاتد باتری لیتیم-یون با استفاده از نظریه تابعی چگالی. مجله مواد و فناوریهای پیشرفته, (1398), 8 (1), 45-53.
8
9. Dong, J. et al. Triplite LiFeSO4F as cathode material for Li-ion batteries. Journal of Power Sources, (2013), 244, 716-720.
9
10. Barpanda, P. et al. A 3.90 V iron-based fluorosulphate material for lithium-ion batteries crystallizing in the triplite structure. Nature materials, (2011), 10 (10), 772-779.
10
11. Ou, X., Gu, H., Wu, Y., Lu, J. & Zheng, Y. Chemical and morphological transformation through hydrothermal process for LiFePO< sub> 4 preparation in organic-free system. Electrochimica Acta, (2013).
11
12. Cheng, F. et al. High power performance of nano-LiFePO4/C cathode material synthesized via lauric acid-assisted solid-state reaction. Electrochimica Acta, (2011), 56 (8), 2999-3005.
12
13. Zhang, Y. et al. One-step microwave synthesis and characterization of carbon-modified nanocrystalline LiFePO< sub> 4. Electrochimica Acta, (2009), 54 (11), 3206-3210.
13
14. Liu, H.-p. et al. Synthesis and electrochemical properties of olivine LiFePO< sub> 4 prepared by a carbothermal reduction method. Journal of Power Sources, (2008), 184 (2), 469-472.
14
15. Liu, L., Zhang, B. & Huang, X.-j. A 3.9 V polyanion-type cathode material for Li-ion batteries. Progress in Natural Science: Materials International, (2011), 21 (3), 211-215.
15
16. Tripathi, R., Popov, G., Sun, X., Ryan, D. H. & Nazar, L. F. Ultra-rapid microwave synthesis of triplite LiFeSO4F. Journal of Materials Chemistry A, (2013), 1 (9), 2990-2994.
16
17. Song, M.-S. et al. Simple and fast synthesis of LiFePO< sub> 4-C composite for lithium rechargeable batteries by ball-milling and microwave heating. Journal of power Sources, (2007), 166 (1), 260-265.
17
18. Zhao, B. et al. Morphology and electrical properties of carbon coated LiFePO< sub> 4 cathode materials. Journal of Power Sources, (2009), 189 (1), 462-466.
18
19. Recham, N. et al. A 3.6 V lithium-based fluorosulphate insertion positive electrode for lithium-ion batteries. Nature materials, (2009), 9 (1), 68-74.
19
20. Tripathi, R., Ramesh, T., Ellis, B. L. & Nazar, L. F. Scalable synthesis of tavorite LiFeSO4F and NaFeSO4F cathode materials. Angewandte Chemie, (2010), 122 (46), 8920-8924.
20
21. Meng, Y. S. & Arroyo-de Dompablo, M. E. Recent Advances in First Principles Computational Research of Cathode Materials for Lithium-Ion Batteries. Accounts of Chemical Research, (2012).
21
22. Cohen, A. J., Mori-Sánchez, P. & Yang, W. Challenges for density functional theory. Chemical Reviews, (2011), 112 (1), 289-320.
22
23. Kalantarian, M. M., Asgari, S. & Mustarelli, P. Theoretical investigation of Li2MnSiO4 as a cathode material for Li-ion batteries: a DFT study. Journal of Materials Chemistry A, (2013), 1 (8), 2847-2855.
23
24. Kalantarian, M. M., Asgari, S., Capsoni, D. & Mustarelli, P. An ab initio investigation of Li 2 M 0.5 N 0.5 SiO 4 (M, N= Mn, Fe, Co Ni) as Li-ion battery cathode materials. Physical Chemistry Chemical Physics, (2013), 15, 8035-8041.
24
25. اروجی, ع. ا., عنبر حیدری, ا. & رمضانی, ز. ترانزیستور اثر میدان فلز- نیمه هادی با ناحیه بدون ناخالصی در طرف درین برای اصلاح چگالی حامل ها و کاربردهای توان بالا. مدل سازی در مهندسی, (1394), 13 (43), 121-127.
25
26. اسکندرنژاد, آ., رحمتی, ع. & ابریشمی فر, ا. مدل سازی و تحلیل عددی مبدلهای تایریستوری به روش رانگ-کوتای چند متغیره. مدل سازی در مهندسی, (1391), 10 (29), 33-42.
26
27. جهانگیر, و., ریاحیفر, ر. & صهبا یغمایی, م. مدلسازی پدیده ذوب سطحی لایه به لایه صفحات کریستالوگرافی فلز مس. مدل سازی در مهندسی, (1393), 12 (36), 43-52.
27
28. Frayret, C. et al. LiMSO 4 F (M= Fe, Co and Ni): promising new positive electrode materials through the DFT microscope. Physical Chemistry Chemical Physics, (2010), 12 (47), 15512-15522.
28
29. Tsevelmaa, T., Odkhuu, D., Kwon, O. & Cheol Hong, S. A first-principles study of magnetism of lithium fluorosulphate LiFeSO4F. Journal of Applied Physics, (2013), 113 (17), 17B302.
29
30. Liu, Z. & Huang, X. Structural, electronic and Li diffusion properties of LiFeSO4F. Solid State Ionics, (2010), 181 (25-26), 1209-1213.
30
31. Blaha, P., Schwarz, K., Madsen, G., Kvasnicka, D. & Luitz, J. WIEN2k, An augmented plane wave plus local orbitals program for calculating crystal properties. ( Vienna University of Technology, Austria, 2001).
31
32. Hohenberg, P. & Kohn, W. Inhomogeneous electron gas. Physical review, (1964), 136 (3B), B864.
32
33. Tran, F., Blaha, P., Schwarz, K. & Novák, P. Hybrid exchange-correlation energy functionals for strongly correlated electrons: Applications to transition-metal monoxides. Physical Review B, (2006), 74 (15), 155108.
33
34. Kalantarian, M. et al. Understanding non-ideal voltage behaviour of cathodes for lithium-ion batteries. Journal of Materials Chemistry A, (2014), 2 (45), 19451-19460.
34
35. Kim, M., Jung, Y. & Kang, B. High electrochemical performance of 3.9 V LiFeSO 4 F directly synthesized by a scalable solid-state reaction within 1 h. Journal of Materials Chemistry A, (2015), 3 (14), 7583-7590.
35
36. Momeni, M., Mashhour, H. Y. & Kalantarian, M. M. New approaches to consider electrical properties, band gaps and rate capability of same-structured cathode materials using density of states diagrams: Layered oxides as a case study. Journal of Alloys and Compounds, (2019), 787, 738-743.
36
37. Kalantarian, M. M., Asgari, S. & Mustarelli, P. A theoretical approach to evaluate the rate capability of Li-ion battery cathode materials. Journal of Materials Chemistry A, (2014), 2 (1), 107-115.
37
ORIGINAL_ARTICLE
خواص حسگری حسگرهای گازی اکسید کادمیم نسبت به گازهای دی اکسید نیتروژن و مونوکسید کربن
در این مطالعه، خواص حسگری گازی اکسید کادمیم ساخته شده به روش لایه نشانی الکتروفورتیک جریان متناوب فرکانس اندک در مقابل گازهای آلاینده CO و NO2 مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا پارامترهای لایه نشانی اکسید کادمیم شامل محیط و فرکانس لایه نشانی در نحوه نشست و همچنین مکانیزم نشست غالب در هر فرکانس در محدوده فرکانسی Hz 10000-1 بر روی الکترودهای از جنس طلا مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد که نشست حاصل از سوسپانسیون حاوی ذرات اکسید کادمیم در محیط استن و در فرکانس KHz 10 قادر به تشکیل زنجیره های از ذرات سرامیکی در امتداد گپ موجود در الکترود می باشند. آزمون های حسگری گازی بر روی الکترودهای شانه ای پایه پلاتین و نسبت به مقادیر مختلف گازهای NO2 و CO او با استفاده از دستگاه حسگری گاز دینامیکی نرمال نجام شد. لایه نشانی در مدت زمان 5 دقیقه و ولتاژ 30 ولت و فرکانس 10 کیلو هرتز به انجام رسید. ساختار زنجیره وار ذرات سرامیکی اکسید کادمیم بدست آمده نوید بخش رسیدن به خواص مطلوب حسگری می باشد. نتایج حسگری حسگر نسبت به گازهای NO2 و CO در محدوده دمایی oC 300-200 نشان داد که میزان پاسخ ها با افزایش غلظت زیاد شده و بیشینه پاسخ ها در دمای oC 250 بدست آمده است. همچنین پاسخ های دینامیکی حسگر نسبت به مقادیر مختلف از گازهای NO2 و CO رفتار نوع n اکسید CdO را نشان داده و تکرارپذیری آنرا تایید می کند.
https://www.jamt.ir/article_96185_fad5f15224a001f19acefc296aa1917c.pdf
2020-02-20
57
65
10.30501/jamt.2020.96185
اکسید کادمیم
نشست الکتروفورتیک جریان متناوب
حسگر گاز
گاز دی اکسید نیتروژن
گاز مونوکسید کربن
جواد
اسماعیل زاده
j_es65@yahoo.com
1
مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، خراسان شمالی، اسفراین، ایران.
LEAD_AUTHOR
ابوالفضل
جمعه گیان
abolfazl.jomekian@gmail.com
2
مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، خراسان شمالی، اسفراین، ایران.
AUTHOR
1. Ortega, G. Santana, A.Morales-Acevedo, Optoelectronic properties of CdO/Si photodetectors, Solid State Electron, 2000, 44, 1765.
1
2. S.H. Wang, S.H. Yang, Spectroscopic characterization of the copper sulphide core/shell nanowires, Mater. Sci. Eng. C 2001, 16, 37.
2
3. C.H. Champness, K. Ghoneim, J.K. Chen, An improved conventional SeCdO photovoltaic cell, Can. J. Phys. 1985, 63, 767.
3
4. R. Kondo, H. Okimura, Y. Sakai, Electrical properties of semiconductor photodiodes with semitransparent films, Jpn. J. Appl. Phys. 1971, 10, 1547.
4
5. L.M. Su, N. Grote, F. Schmitt, Diffused planar InP bipolar transistor with a cadmium oxide film emitter, Electron. Lett. 1984, 20, 716.
5
6. Z. Guo, M. Li, J. Liu, Highly porous CdO nanowires: preparation based on hydroxy- and carbonate-containing cadmium compound precursor nanowires, gas sensing and optical properties, Nanotechnology. 2008, 19, 245611.
6
7. R.R. Salunkhe, C.D. Lokhande, Effect of film thickness on liquefied petroleum gas (LPG) sensing properties of SILAR deposited CdO thin films, Sensors and Actuators B 129, 2008, 129, 345–351
7
8. R.R. Salunkhe, D.S. Dhawale, U.M. Patil, C.D. Lokhande, Improved response of CdO nanorods towards liquefied petroleum gas (LPG): Effect of Pd sensitization, Sensors and Actuators B. 2009, 136, 39–44
8
9. R.R. Salunkhe, D.S. Dhawale, D.P. Dubal, C.D. Lokhande, Sprayed CdO thin films for liquefied petroleum gas (LPG) detection, Sensors and Actuators B. 2009,140, 86–91
9
10. A.S.Kamble, R.C. Pawar, N.L. Tarwal, L.D. More, P.S. Patil, Ethanol sensing properties of chemo synthesized CdO nanowires and nano walls, Materials Letters, 2011, 65, 1488–1491
10
11 O.D.Velve, E.W.k, In situ assembly of colloidal particles into miniaturized biosensor, Langmuir, 1999, 15, 3693-3698
11
12. C.Wei, T. Wei, Y. Liang, The separation of different conducting multi-walled carbon nanotubes by AC dielectrophoresis, Diamond and related materials, 2009, 18, 33-336
12
13. J. Esmaeilzadeh, E. Marzbanrad, C. Zamani, B. Raissi, Fabrication of undoped-TiO2 nanostructure-based NO2 high temperature gas sensor using low frequency AC electrophoretic deposition method, Sensors and Actuators B 2012, 161, 401–405
13
14. R. Riahifar, E. Marzbanrad, B. Raissi, C. Zamani, Role of substrate potential on filling the gap between two planar parallel electrodes in electrophoretic deposition, Mater. Lett. 2010, 64, 559–561.
14
15. J. Esmaeilzadeh, S. Ghashghaie, P. Sowti khiabani, A, Hosseinmardi, E Marzbanrad, B. Raissi, C. Zamani, Effect of dispersant on chain formation capability of TiO2 nanoparticles
15
under low frequency electric fields for NO2 gas sensing applications, Journal of the European Ceramic Society, 2014, 34, 1201–1208
16
16. Kumar S, Yoon S-H, Kim G-H. Bridging the nano gap electrodes with gold nanoparticles using dielectrophoresis technique. Curr Appl Phys, 2009, 9, 101–3
17
17. Ghashghaie S, Marzbanrad E, Raissi B, Zamani C, Riahifar R. Effect of low frequency electric field parameters on chain formation of ZnO nanoparticles for gas sensing applications. J Am Ceram Soc, 2012, 95, 1843–50
18
18. E.K. Heidari, C. Zamani, E. Marzbanrad, B. Raissi, S. Nazarpour, WO3-based NO2 sensors fabricated through low frequency AC electrophoretic deposition, Sens. Actuators B: Chem, 2010, 146, 165–170.
19
19. D. Sathya Raj, T. Krishnakumarb, R. Jayaprakasha, T. Prakasha, G. Leonardi, G. Neri, CO sensing characteristics of hexagonal-shaped CdO nanostructures prepared bymicrowave irradiation, Sensors and Actuators B, 2012,172, 853–859
20
ORIGINAL_ARTICLE
پوشش نانوذرات کامپوزیت مغناطیسی BaFe12O19/ MWCNT در بستر سیلیکونی بر روی پارچه بیبافت برای جذب امواج در محدوده باند X و Ku
در این تحقیق پوشش جاذب امواج رادار شامل نانوذرات کامپوزیتی (BaFe12O19/ MWCNT) سنتز شده به روش سل- ژل احتراقی بر روی پارچه اعمال گردید. نانولولههای کربنی کربوکسیل دار شده بهمنظور تقویت شدت و افزایش پهنای باند جذبی در رزین سیلیکونی بر روی سطح منسوج چاپ گردیدند. تصاویر میکروسکوپی منسوج پوشش داده شده با نانوذرات کامپوزیتی نشان میدهد پوشش یکنواختی از ذرات بر سطح منسوج تشکیل شده است. بیشینه جذب در نانوذرات BaFe12O19برابر با dB 7- در فرکانس GHz5/9 است. در حالیکه نانوذرات کامپوزیت BaFe12O19/ MWCNT در حدود dB 45/38- در GHz5/10 در ضخامتmm 5/1 با پهنای باند GHz6/2 در باند X می باشد. همچنین اندازه گیری خواص جذبی نشان می دهد که میزان بیشینه جذب برای ضخامت mm 5/1 در مقایسه با ضخامت های دیگر بیشتر است. علاوه براین در باند ku بیشینه جذب در ضخامت mm5/1 برابر dB 31.[W11] 38- در فرکانسGHz 9/15 با پهنای باند GHz2/3 است. حضور 10% وزنی نانولولههای کربنی با ساختار توخالی نه تنها باعث افزایش خاصیت الکتریکی کامپوزیت گردیده، بلکه از طرفی دیگر باعث افزایش بیشینه جذب و پهنای باند جذبی شده است. در پارچه پوشش دادهشده با نانو ذرات حداکثر جذب dB 3.5 - در GHz7/9 و برای نانو ذرات کامپوزیت dB 17.8 - درGHz 8/9 با پهنای باندGHz 8/1 جذب بیش از dB10 در باند X جذب داشته است. در باند Ku در پارچه پوشش دادهشده با نانو ذرات، حداکثر جذب dB 2.4 - درGHz 6/17 و برای نانو ذرات کامپوزیت در حدود dB 17.6 - در GHz7/16 با پهنای باندGHz 2/2 جذب بیش از dB10 حداکثر جذب دارد. نتایج نشان میدهد نمونه پوشش دادهشده با نانو ذرات کامپوزیت در دو باند X و Ku دارای بیشینه جذب قابل قبول بالای 90% بوده و قابلیت جذب امواج به دلیل وجود کربن در ساختار نانو ذرات کامپوزیتی افزایش پیداکرده است . [W11]اعشار؟؟؟
https://www.jamt.ir/article_104247_ad1532fdd9327a927fe3b92c29d591bf.pdf
2020-02-20
67
77
10.30501/jamt.2020.104247
منسوج
رادار
BaFe12O19
نانو لوله کربنی
باند X
Ku
آرزو
افضلی
arezo.afzali@yahoo.com
1
گروه نساجی، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران.
AUTHOR
وحید
متقی طلب
motaghitalab@guilan.ac.ir
2
گروه نساجی، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران.
LEAD_AUTHOR
سید سلمان
افقهی
salmanafghahi@gmail.com
3
پژوهشکده مواد پیشرفته، دانشگاه امام حسین، تهران، ایران.
AUTHOR
مجتبی
جعفریان
jafarian_67@yahoo.com
4
دانشگاه ازاد اسلامی، ,واحد علوم و تحقیقات، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، تهران، ایران.
AUTHOR
1. Choi, I., D. Lee, and D.G. Lee, Radar absorbing composite structures dispersed with nano-conductive particles. Composite Structures, 2015. 122(0): p. 23-30.
1
2. Afzali, A., et al., The electroless plating of Cu-Ni-P alloy onto cotton fabrics. Korean Journal of Chemical Engineering, 2010. 27(4): p. 1145-1149.
2
3. Gupta, K., S. Abbas, and A. Abhyankar, Carbon black/polyurethane nanocomposite-coated fabric for microwave attenuation in X & Ku-band (8–18 GHz) frequency range. Journal of Industrial Textiles, 2015: p. 1528083715589752.
3
4. Gupta, K., et al., Microwave interactive properties of cotton fabrics coated with carbon nanotubes/polyurethane composite. Indian Journal of Fibre & Textile Research, 2013. 38(4): p. 357-365.
4
5. Pullar, R.C., Hexagonal ferrites: a review of the synthesis, properties and applications of hexaferrite ceramics. Progress in Materials Science, 2012. 57(7): p. 1191-1334.
5
6. Rashad, M.M. and I.A. Ibarhim, Synthesis and Magnetic Properties of Barium Hexaferrite Powders Using Organic Acid Precursor Method. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 2013. 26(5): p. 1639-1644.
6
7. Zhao, L., et al., Hydrothermal synthesis of pure BaFe 12 O 19 hexaferrite nanoplatelets under high alkaline system. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2013. 332: p. 44-47.
7
8. Rashad, M. and I. Ibrahim, Improvement of the magnetic properties of barium hexaferrite nanopowders using modified co-precipitation method. journal of magnetism and magnetic materials, 2011. 323(16): p. 2158-2164.
8
9. Tan, G. and X. Chen, Structure and multiferroic properties of barium hexaferrite ceramics. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2013. 327: p. 87-90.
9
10. Mandizadeh, S., F. Soofivand, and M. Salavati-Niasari, Sol–gel auto combustion synthesis of BaFe 12 O 19 nanoceramics by using carbohydrate sugars as a novel reducing agent. Advanced Powder Technology, 2015. 26(5): p. 1348-1354.
10
11. Mosleh, Z., et al., Structural, magnetic and microwave absorption properties of Ce-doped barium hexaferrite. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2016. 397: p. 101-107.
11
12. Petrov, V. and V. Gagulin, Microwave absorbing materials. Inorganic Materials, 2001. 37(2): p. 93-98.
12
13. De Rosa, I.M., et al., Effect of short carbon fibers and MWCNTs on microwave absorbing properties of polyester composites containing nickel-coated carbon fibers. Composites Science and Technology, 2010. 70(1): p. 102-109.
13
14. He, K., et al., Microwave absorption properties of single-wall carbon nanotubes/barium hexaferrite composite [J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2011. 4: p. 022.
14
15. Ghasemi, A., et al., Enhanced reflection loss characteristics of substituted barium ferrite/functionalized multi-walled carbon nanotube nanocomposites. Journal of Applied Physics, 2011. 109(7): p. 07A507.
15
16. Ghasemi, A., et al., Magnetic and reflection loss characteristics of substituted barium ferrite/functionalized multiwalled carbon nanotube. IEEE Transactions on Magnetics, 2011. 47(10): p. 4310-4313.
16
17. Choi, I., et al., Radar absorbing sandwich construction composed of CNT, PMI foam and carbon/epoxy composite. Composite Structures, 2012. 94(9): p. 3002-3008.
17
18. Choi, I., D. Lee, and D.G. Lee, Hybrid composite low-observable radome composed of E-glass/aramid/epoxy composite sandwich construction and frequency selective surface. Composite Structures, 2014. 117(0): p. 98-104.
18
19. Choi, I., et al., Design of the hybrid composite face with electromagnetic wave transmission characteristics of low-observable radomes. Composite Structures, 2012. 94(11): p. 3394-3400.
19
20. Li, C., et al., Electromagnetic transmission characteristics of composite frequency selective surfaces coated with conductive polymer–silver paste. Composites science and technology, 2014. 90: p. 32-39.
20
21. Sano, E. and E. Akiba, Electromagnetic absorbing materials using nonwoven fabrics coated with multi-walled carbon nanotubes. Carbon, 2014. 78: p. 463-468.
21
22. Gupta, K., et al., Microwave absorption in X and Ku< i> band frequency of cotton fabric coated with Ni–Zn ferrite and carbon formulation in polyurethane matrix. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2014. 362: p. 216-225.
22
23. Bsoul, I. and S. Mahmood, Magnetic and structural properties of BaFe 12− x Ga x O 19 nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds, 2010. 489(1): p. 110-114.
23
24. Melvin, G.J.H., Q.-Q. Ni, and T. Natsuki, Electromagnetic wave absorption properties of barium titanate/carbon nanotube hybrid nanocomposites. Journal of Alloys and Compounds, 2014. 615: p. 84-90.
24
25. Farukh, M., A.P. Singh, and S.K. Dhawan, Enhanced electromagnetic shielding behavior of multi-walled carbon nanotube entrenched poly (3,4-ethylenedioxythiophene) nanocomposites. Composites Science and Technology, 2015. 114: p. 94-102.
25