۲۰۳۱۱پ
per
تأثیر درصد وزنی گرافن بر خواص مکانیکی و الکتریکی نانو کامپوزیت مس-گرافن
Effect of graphene weight percent on mechanical and electrical properties of copper-graphene nano composite
/سمیرا اسلامی زرنق
: فنی مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۶
، افشاری
۹۸ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
مهندسی مواد- متالوژی
۱۳۹۶/۰۶/۲۰
تبریز
در این پژوهش ابتدا اکسید گرافن، از طریق اکسیداسیون گرافیت با استفاده از روش بهبود یافته هامرز و سپس تورق به کمک امواج مافوق صوت سنتز شد .پس از اضافه کردن۲۵/۰ ،۵/۰ ، ۷۵/۰ و ۱ درصد وزنی اکسید گرافن به پودر مس، مخلوطسازی به صورت تر انجام گرفت تا اکسید گرافن روی ذرات مس احیا شوند .پودرهای کامپوزیتی بدست آمده ابتدا پرس شده و سپس به منظور متراکم‌سازی تحت عملیات نورد گرم در دمای ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد و میزان کاهش ۷۱ درصد قرار گرفتند .در نهایت تف‌جوشی در دمای ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد و به مدت ۱ ساعت انجام شد .برای تعیین ویژگی پودرها و بررسی واکنش‌های اتفاق افتاده در حین سنتز پودرهای کامپوزیتی، از روش‌های طیف‌سنجی فوریه مادون قرمز(FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)و طیف‌سنجی رامان استفاده شد .همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، نمونه‌های متراکم‌شده تحت آزمون فشار و ریزسختی سنجی قرار گرفتند .ریزساختار نمونه‌های کامپوزیتی با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی مطالعه شد .جهت بررسی خواص الکتریکی نمونه‌ها، مقاومت الکتریکی آنها با استفاده از دستگاه پروب چهار نقطه‌ای اندازه‌گیری شد .با بررسی نتایج طیف‌سنجی FTIR و رامان مشخص شد که در حین مخلوطسازی تر مس و اکسید گرافن، در مقایسه با اکسید گرافن، گروه‌های عاملی هیدروکسیل) - OH)و کربونیل (=O) حذف شده و شدت پیک D به (ID/IG) G افزایش یافته است که نشان می‌دهد اکسید گرافن در حین مخلوطسازی تر احیا شده است .همچنین در تصاویرSEM ، توزیع یکنواختی از ساختار چروک اکسید گرافن احیاشده روی پودر مس مشاهده شد .از آزمون‌های انجام گرفته مشخص شد که با افزودن گرافن خواص مکانیکی مس بهبود می‌یابد .به طوریکه با افزودن ۷۵/۰ درصد وزنی گرافن، سختی و استحکام فشاری مس خالص به ترتیب ۱۳۲ و ۱۳۰ درصد افزایش یافت .نتایج حاصل از مقاومت‌سنجی نشان دادند که نمونه‌های کامپوزیتی هدایت الکتریکی بیشتری نسبت به نمونه‌ی مس خالص دارند و با افزایش درصد اکسید گرافن احیاشده در زمینه‌ی مسی هدایت الکتریکی افزایش می‌یابد
In this research, graphene oxide was synthesized by improved Hummers method and then exfoliation by ultrasonic wave. After addition of 0.25, 0.5, 0.75 and 1 wt. graphene oxide to copper powder, wet mixing was performed to reduce graphene oxide on copper particles. Prepared composite powders were pressed and hot rolled at 850 C with reduction of 71 . Finally, sintering process was carried out at temperature of 850 C for 1 h. In order to determine properties of the powders and investigate reactions during synthesis, Furrier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Raman spectroscopy were used. Compressive and micro-hardness tests were used to investigate mechanical properties of the compacted samples. Microstructure of the composite samples was studied by optical and scanning electron microscopes. In order to investigate electrical properties of the samples, electrical resistance of the samples was measured by four point probe device. Results of FTIR and Raman spectroscopies revealed that hydroxyl (-OH) and carbonyl (=O) functional groups were omitted during wet mixing of copper and graphene oxide powders and ratio of D to G peak intensity (ID/IG) was increased. This matter confirms reduction of graphene oxide during wet mixing. In SEM images, homogeneous distribution of wrinkled reduced graphene oxide on copper powder particles was observed. Results of the tests showed that by addition of graphene mechanical properties of copper improve. According to results, by addition of 0.75 wt graphene, hardness and compressive strength of pure copper increase 132 and 130 , respectively. Resistance measurements revealed that composite samples had more electrical conductivity in comparison with pure copper sample and electrical conductivity increases with increasing amount of reduced graphene oxide in copper matrix
Effect of graphene weight percent on mechanical and electrical properties of copper-graphene nano composite
اسلامی زرنق، سمیرا
Eslami Zarnagh, Samira
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
