مجلۀ پژوهش فیزیک ایران

کاربرد طیف‌سنجی طول عمر نابودی پوزیترون در مطالعۀ خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های زمینۀ اپوکسی حاوی هیبرید نانواکسید کبالت/اکسید گرافن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مریم میربهاالدین 1
علی اکبر مهمان دوست خواجه داد 1
حامد خسروی 2

1 دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

2 دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، گروه مهندسی مواد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

https://doi.org/10.47176/ijpr.25.2.22062
چکیده
در این پژوهش، نانوکامپوزیت­‌های زمینۀ اپوکسی حاوی مقادیر مختلف هیبرید نانواکسید کبالت  (Co3O4)/اکسید گرافن (05/0، 1/0 و 3/0 درصد وزنی) ساخته شدند. موفق بودن فرایند نشاندن نانوذرات Co3O4بر روی سطح اکسید گرافن با استفاده از روش سنتز محلولی، توسط آزمون‌های SEM، EDX و XRD تائید شد. آزمایش­‌های اندازه­‌گیری استحکام کششی و طیف­‌سنجی طول عمر نابودی پوزیترون بر روی نمونه­‌ها انجام شد و در ادامه، ارتباط بین نتایج این دو نوع آزمون مورد مطالعه قرار گرفت. طیف­‌سنجی طول عمر نابودی پوزیترون با استفاده از یک سامانۀ متداول همزمانی تند-کند انجام شد. این سامانه از دو آشکارساز پلاستیک سریع  (مدل NT-850 با زمان خیزش سیگنالِ کمتر از 2 نانوثانیه) و یک چشمۀ پرتوزای پوزیترون دهنده Na 22 (با فعالیت حدود 5 میکروکوری) استفاده می­‌کند. با استفاده از تابش‌های گامای همزمان چشمۀ گامادهنده Co60، قدرت تفکیک زمانی سامانه برابر با 211 پیکوثانیه اندازه‌گیری شد. نتایج آزمون استحکام کششی نشان داد که نمونه حاوی 05/0 درصد وزنی نانواکسید کبالت/اکسید گرافن، دارای بیشترین استحکام کششی (MPa 9/46) است. همچنین نتایج طیف‌سنجی طول عمر نابودی پوزیترون نشان داد که کمترین حجم آزاد حفره‌های موجود در نمونه‌­ها، مربوط به نمونۀ حاوی 05/0 درصد وزنی هیبرید نانواکسید کبالت/گرافن است. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که ارتباط مستقیمی بین کاهش حجم آزاد حفره‌ها و افزایش استحکام کششی نمونه­‌ها وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

اپوکسی
نانوکامپوزیت
هیبرید نانواکسید کبالت/اکسید گرافن
استحکام کششی
طیف‌سنجی طول ‌عمر نابودی پوزیترون
موضوعات

عنوان مقاله English

Application of positron annihilation lifetime spectroscopy to study mechanical properties of epoxy-matrix nanocomposite containing nano cobalt oxide/graphene oxide hybrid

نویسندگان English

Maryam Mirbahaeddin 1
Ali Akbar Mehmandoost-Khajeh-Dad 1
Hamed Khosravi 2
1 Department of Physics, Faculty of Sciences, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Faculty of Engineering, Department of Materials Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
چکیده English

In this research, Epoxy-matrix nanocomposite containing nano Cobalt Oxide(Co3O4)/ Graphene Oxide hybrid (0.0, 0.05, 0.1 and 0.3 wt%) were prepared. The successful deposition of Co3O4 nanoparticles on the surface of the Graphene Oxide, using the solution synthesis method, was confirmed by SEM, EDX and XRD tests. Tensile strength and positron annihilation lifetime spectroscopy tests were performed on the samples, and then the relationship between the results of these two types of tests was studied. The results of the tensile strength test showed that the sample containing 0.05% by weight of nano cobalt oxide/graphene oxide had the highest tensile strength (46.9 MPa). Similarly, the results of positron annihilation lifetime spectroscopy showed that the lowest free volume hole size in the samples was related to the sample containing 0.05% by weight of nano cobalt/graphene oxide hybrid. In general, the results of this research showed that there is a direct relationship between the decrease in the free volume hole size and the increase in the tensile strength of the samples.

کلیدواژه‌ها English

nanocomposite
CobaltOxide/GrapheneOxide hybrid
Tensile strength
PALS
  1. H Amirbeygi, H Khosravi, and E Tohidlou, Journal of Applied Polymer Science 136 (2019) 47410.
  2. R Anjabin, and H Khosravi, Polymer Composites 40 (2019) 4281.
  3. J Zhang, et al., Journal of Alloys and Compounds 922 (2022) 166096.
  4. M Kim, et al., Plastics Rubber and Composites 40 (2011) 481.
  5. R Shah, et al., Materials Research Innovations 19 (2015) 97.
  6. L Gong, et al., Composites Science and Technology 121 (2015) 104.
  7. Y J Wan, et al., Carbon 69 (2014) 467.
  8. V B Mbayachi, et al., Results in Chemistry 3 (2021) 100163.
  9. S Mahaki, H Khosravi, and E Tohidlou, Journal of Applied Polymer Science 139 (2022) e53228.
  10. J Yan, S Yi, and X Yuan, Pack Technology Science 37 (2024) 335.
  11. M Vakhshouri, and H Khosravi, Polymer Composites 41 (2020) 2643.
  12. I Prochazka, Materials Structure 8 (2001) 55.
  13. G P Karwasz, et al., Journal of Alloys and Compounds 382 (2004)244-251.
  14. S McGuire, and D J Keeble, Journal of Applied Physics 100 (2006) 103504.
  15. E Tayebfard, et al., Iranian Journal of Physics Research 15 (2015) 34.
  16. P N Patil, et al., ChemPhysChem 13 (2012) 3916.
  17. M A H El-meniawi, K R Mahmoud, and M Megahed, Journal of Polymer Research 23 (2016) 181.
  18. M Shirazinia, et al., Polimery W Medydycnie 46 (2016) 2.
  19. A Biganeh, et al., Radiation Physics and Chemistry 166 (2020) 108461.
  20. J Widakdo, et al., Separation and Purification Technology 322 (2023) 124366.
  21. M Koohkan, A A Mehmandoost-Khajeh-Dad, and H Khosravi, Journal of Particle Science and Technology 10 (2024)51.
  22. R Helm, et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 549 (2024) 165263.
  23. D Giebela, and J Kansy, Nuclear Instruments and Methods in Physics Section B 392 (2016) 21.
  24. D Giebel, and J Kansy, Physics of the Solid State 52 (2010) 1946.
  25. R Krause-Rehberg, and H S Leipner, “Positron annihilation in semiconductors: Defect studies”, 2nd edition, Springer, Berlin, 2003.
  26. S J Tao, The Journal of Chemical Physics 56 (1972) 5499.
  27. M Eldrup, D Lightbody, and J N Sherwood, Chemical Physics 63 (1981) 51.
  28. M Khaghani, and A A Mehmandoost-Khajeh-Dad, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 396 (2017) 11.

XML
اصل مقاله 986.58 K
فایل‌های تکمیلی/اضافی
9-Mehmandoost-ABS EA.pdf

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما

تحت نظارت وف بومی