بخشی از مقاله
مقدمه
امروزه مواد جاذب امواج الکترومغناطیسی به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله صنایع نظامی و دفاعی کاربرد های فراوانی دارند. برای حفاظت در مقابل امواج الکترومغناطیس و رادار بهتر است از پوششها و مواد جاذب امواج الکترومغناطیسی استفاده شود که خاصیت جذب در محدوده فرکانسهای گستردهای را دارند. این مواد انرژی امواج الکترومغناطیس را جذب کرده و آنرا به صورت گرما از دست میدهند.
ویژگیهای مورد نیاز برای این دسته از ترکیبات عبارتند از: - 1 دارای خواص جذبی بیش از یک محدوده ی فرکانسی - 2 نازک و سبک وزن بودن - 3قابلیت استفاده بصورت پوشش - 4 ارزان بودن. پوشش های جاذب امواج رادار از دو جزء اصلی تشکیل میشوند که عبارتند از - 1: پرکننده ها، - 2 بستر - ماتریکس - . پرکنندهها مجموع مواد مغناطیسی و دی الکتریکی و هادی الکتریکی را شامل میشوند که بصورت همگن و یکنواخت در بستر پخش میشوند. بستر، رزین پلیمری با خاصیت چسبندگی عالی میباشد. عوامل مختلفی روی میزان جذب اثرگذار است. مهمترین آنها پراکندگی پرکننده در ماتریس پلیمر و مورفولوژی آن است. هدف این پژوهش بررسی کارایی جذب امواج رادار پوشش تهیه شده از کربن نیترید گرافیتی دوپه شده - بعنوان پرکننده - در بستر رزین اپوکسی وینیل استر میباشد.
بخش تجربی
سنتز کربن نیترید گرافیتی دوپه شده با اتم کلر - Cl-dope g-C3N4 - 10 گرم ملامین و 5 گرم آمونیوم کلرید در 100 میلیلیتر اتانول مطلق ریخته و توسط همزن مکانیکی در دمای 70 درجه سانتیگراد تا حذف اتانول همزده شد. سپس به مدت دو ساعت در دمای 520 درجه سانتیگراد در کوره حرارت داده شد..[2] سنتز کربن نیترید گرافیتی دوپه شده با اتم فسفر - P-dope g-C3N4 - 10 گرم ملامین و 5.57 گرم دی آمونیوم هیدروژن فسفات در 100 میلیلیتر آب دیونیزه ریخته و توسط همزن مکانیکی در دمای 100 درجه سانتیگراد تا حذف آب همزده شد. در ادامه به مدت دو ساعت در دمای 520 درجه سانتیگراد در کوره کلسینه شد..[4,3]
سنتز کربن نیترید گرافیتی دوپه شده با اتم گوگرد - S-dope g-C3N4 - در سنتز این ترکیب بجای ملامین از تیواوره استفاده شد . [5 سنتز نانوکامپوزیت اپوکسی وینیل استر -کربن نیترید گرافیتی مقدار مشخص وزنی از رزین اپوکسی وینیل استر برداشته و به آن 0.05 درصد وزنی کبالت به عنوان کاتالیست و 0.04 درصد وزنی -N,Nدی متیل آنیلین به عنوان شتابدهنده یا کمک کاتالیست اضافه و هم زده شد. سپس به آن درصدهای وزنی مشخص از نانوذره اضافه و توسط همزن مکانیکی مخلوط شد تا به پخش یکنواختی برسد. سپس0.4 درصد وزنی از پراکسید به عنوان آغازگر به مخلوط به همراه همزدن اضافه گردید. در انتها مواد در داخل قالب ریخته و خشک گردید.[6]
نتایج و بحث
بررسی الگوهای XRD کربن نیترید گرافیتی دوپه شده در الگوی - XRD شکل - 1 قویترین پیک در حوالی 2θ=27.4˚ است که مربوط به پشتهسازی بین لایهای واحدهای CN آروماتیک مزدوجشده است، که معرف پراش از صفحات بلوری - 002 - برای مواد گرافیتی میباشد. پیک تنهای کوچکی در 2θ=13.1˚ وجود دارد، که معرف پراش از صفحات بلوری - 100 - برای ساختار درون صفحهای پشتهسازی شده است.
همانطورکه به وضوح مشاهده میشود پیک 2θ=13.1˚ در حالت نانوورقه اندکی تضعیف شده است، که میتواند مربوط به کاهش اندازه صفحات لایهها در اثر اکسیداسیون حرارتی باشد. به عبارت دیگر ورقهها پتانسیل بالقوه برای موجی شدن را دارا هستند، که یعنی صفحات میتوانند بوسیله حرارت قطبیده شوند و در اثر این قطبیدگی این تغییرات بهصورت تغییر در شدت و جابجایی پراشها بروز میکند .[7]
بررسی مورفولوژی دوپه های کربن نیترید گرافیتی
تصاویر SEM کربن نیترید گرافیتی دوپه شده در شکل 2 نشان داده شده است. تودههای بزرگ، صاف و منظم با اندازه-هایی در حد چند میکرومتر در تصاویر SEM قابل مشاهده است. در این تصاویر همچنین مشخص است که تعداد زیادی لایههای نازک و موجی و حتی کرکمانند تولید شده است، و این لایهها با الگویی نامنظم در کنار یکدیگر جمع شدهاند. ارزیابی اتلاف بازتابی برای نمونههای کربن نیترید گرافیتی و دوپه های آن شکل 3 منحنی اتلاف بازتابی در دامنه 8 الی 12 گیگاهرتز را برای کربن نیترید گرافیتی 1 - درصدوزنی - دوپه شده با گوگرد، کلر و فسفر در زمینه اپوکسی وینیل استر نشان میدهد.
به منظور مقایسه بهتر و بررسی عملکرد جذب امواج مایکروویو توسط نمونههای تهیه شده، استفاده از محدودههای فرکانسی مفید نیست. چرا که ممکن است در یک محدوده فرکانسی خاصی یک نمونه دارای عملکرد اتلافی خوبی باشد ولی نمونه دیگری در همان محدوده اتلاف بازتابی خیلی کمی را نشان دهد. لذا باید از شاخص زیر سطح نمودار به عنوان شاخصی از روند کلی اتلاف بازتابی یک نمونه استفاده کرد. [8] با بررسی سطوح زیر نمودار، بیشترین مقدار اتلاف بازتابی در کل محدوده فرکانسی 8 تا 12 گیگاهرتز برای کربن نیترید گرافیتی دوپه شده با فسفر مشخص شد.
