عنوان

اثر اکسید وانادیوم و نانولولههای کربن چند دیواره در کامپوزیتهای اکسیدروی و تاثیر بازپخت روی

پ۲۵۱۴۶

per

اثر اکسید وانادیوم و نانولولههای کربن چند دیواره در کامپوزیتهای اکسیدروی و تاثیر بازپخت روی

فاطمه اعتباری

فیزیک

۱۴۰۰

۱۱۰ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

فيزيک-گرايش ماده چگال

۱۴۰۰/۰۶/۲۳

سیستمهای الکتریکی و الکترونیکی به دلیل حساسیت به گذرهای بیشازحد جریان، که به دلیلتخلیه الکترواستاتیکی خارجی یا انتقال سریع الکتریکی داخلی ایجاد میشود، نیاز به حفاظت دارند.یکی از راهکارهای مناسب برای محافظت از مدارها و قطعات الکترونیکی در برابر جریانهای گذرا وولتاژهای بالا، استفاده از مقاومتهای تابع ولتاژ یا همان واریستور است. واریستورها قطعات الکتریکیهستند که مقاومت الکتریکی آنها با ولتاژ تغییر میکند و به ازای ولتاژ آستانه، مقاومت آنها شدیداکاهش یافته و جریان از مدار منحرف شده و از دستگاه محافظت میشود. در این پروژه واریستورهایکامپوزیتی به روش پرس تک مرحلهای و دمای تهیه پایین آماده شدند. تمام نمونهها از اکسیدروی،نانولولههای کربن و پنتا اکسید وانادیوم و پلیاتیلن در دمای ۱۳۰درجه سانتیگراد و تحت فشار ۶۰مگا پاسکال به روش پرس گرم ساخته شدند. در ابتدا برای بررسی تاثیر مقدار نانولوله کربن و پنتا اکسیدوانادیوم روی واریستورهای کامپوزیتی، مقدار اکسیدروی و پلیاتیلن ثابت درنظر گرفته شد (نسبت 8۰به )۱۵و مقادیر نانولوله و پنتا اکسید وانادیوم مورد تغییر قرار گرفت. نتایج بهدست آمده نشان میدهدکه خاصیت غیرخطی فقط برای نمونه ای که نسبت نانولوله کربن به اکسید وانادیوم در آن ۱به ۴استدیده می شود و سایر نمونهها تقریبا خواص خطی نشان میدهند و برای این نمونه α=۱۰/۱۴است. درادامه ۴نمونه با مقادیر مختلف اکسیدروی تهیه شد که در آن ها نسبت نانولوله به اکسید وانادیوم ثابتدر نظر گرفته شده است ( ۱به .)۴نتایج نشان میدهد که با افزایش مقدار اکسیدروی از ۷۵درصد به 8۵درصد، ولتاژ شکست نمونهها از 22۰ولت به ۳۷۰ولت افزایش و ضریب غیر خطی آنها از۱۱/۴به 8/۷کاهش مییابد. همچنین ارتفاع سد پتانسیل نمونه ها از ۰/29eVبه ۰/۴۴eVافزایش مییابد. درادامه پژوهش، پس از مشخص شدن بهترین نمونه، ۵نمونه از آن تهیه و در بازههای زمانی مختلف از 2تا ۱۰ساعت در دمای ۱۳۵درجه سانتی گراد مورد بازپخت قرار گرفتند که سبب شد ولتاژهای شکستو ضرایب غیرخطی متفاوتی حاصل شود. نتایج نشان میدهد که با افزایش زمان بازپخت به ۶ ،2و 8ساعت ولتاژ شکست افزایش و برای بازپختهای ۴و ۱۰ساعت ولتاژ شکست نمونهها کاهش مییابد.بهگونهای که بازپخت 8ساعت، دارای بیشترین ولتاژ شکست و در نتیجه کمترین جریان نشتی بوده وبازپخت ۱۰ساعت، کمترین ولتاژ شکست و بیشترین جریان نشتی را دارا میباشد. ضرایب غیرخطیمحاسبه شده نشانگر آن است که بازپخت نمونهها تا 2ساعت باعث کاهش ضریب غیرخطی ((α=8/۴شده و برای مدت بازپختهای بیشتر از 2ساعت، مقدار آن افزایش مییابد. نتایج حاصل از SEMنشانمیدهد که با افزایش مقدار اکسیدروی از ٪ ۷۵به ٪ ،8۵فاصله بین دانهها در ضخامت ثابت نمونهافزایش یافته و این امر سبب افزایش ارتفاع سدپتانسیل و ولتاژ شکست نمونهها میشود. همچنین تصاویر SEMاز نمونههای بازپخت شده نشان داد با افزایش زمان بازپخت تا ۱۰ساعت، نسبت به نمونه بازپختنشده، همگنی نمونهها و پیوستگی ذرات افزایش مییابد. بررسی تصاویر XRDنمونهها نشان داد کهدر طول ساخت نمونهها هیچ ترکیب شیمیایی جدیدی به وجود نیامده است و عمل بازپخت فقط رویشدت پیکها تاثیر میگذارد. بررسیها، اندازهگیریها و نتایج بدست آمده نشان داد که نمونه واریستوریحاوی ٪ ۷۵اکسیدروی و به ازای نسبت ثابت نانولولهکربنی به اکسیدوانادیوم ( ۱به )۴با بازپخت ۱۰ساعت، بهترین مشخصات واریستور کامپوزیتی را با ولتاژ شکست 2۴۰ولت و ضریب غیرخطی ۱۰/9دربین نمونهها دارد

The effect of vanadium pentoxide and multi wall carbon nanotubes on ZnO composites and annealing influence on them

اعتباری

‏ فاطمه

تهيه کننده

پرهیزکار

غفوری

‏ مجتبی

‏ محمد

استاد راهنما

استاد مشاور

تبریز