مقدمه:

نانولوله های کربنی برای اولین بار در سال 1991 مشاهده شدند. با توجه به خصوصیات منحصر به فرد که گستره وسیعی از خواص مکانیکی، فیزیکی، حرارتی، الکتریکی و زیستی را در بر می گیرد توجه بسیاری از دانشمندان به این مواد جلب شد و متعاقب آن کاربردهای وسیعی در ساخت انواع کامپوزیت ها، حسگرهای مکانیکی و شیمیایی، حافظه های کامپیوتری و الکترود باتری های قابل شارژ برای این گروه از مواد یافته شد.
این ماده به عنوان مستحکم ترین و در عین حال انعطافپذیرترین ماده در زمین شناخته میشود و این موضوع به دلیل استحکام کششی و مدول یانگ آن است. با توجه به استحکام ویژه بسیار بالای این ماده که از نسبت استحکام به وزن آن حاصل می شود، خصوصیات منحصر به فرد نانولوله های کربنی در مقایسه با سایر مواد ساخته شده به دست بشر مشخص می گردد. در فصل اول به بررسی ساختار، گونه های مختلف و نحوه شناسایی نانولوله های کربنی پرداخته شده است. در فصل دوم روشهای گوناگون تولید نانولوله های کربنی که شامل روشهای مبتنی بر کاتالیست و روشهای غیر کاتالیستی است پرداخته شده است. در فصل سوم خواص ویژه و منحصر به فرد این مواد که منجر به پیدایش کاربردهای بسیار گسترده و نوینی گردیده است مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت در فصل چهارم کاربردهای این مواد ذکر گردیده است.

فهرست مطالب:

چکیده………………………………………………………………………………………………1 مقدمه……………………………………………………………………………………………..2

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول ساختار و نحوه شناسایی نانولوله های کربنی

کربن با توجه به تنوع نوع، استحکام و تعداد پیوندهایی که می تواند در شبکه کریستالی ایجاد نماید و نیز با توجه به تفاوت پیوندها دارای ساختارهایی با خواص کاملاً متفاوت است.
کربن در حالت جامد دارای سه ساختار متفاوت است. گرافیت، الماس و فولرین . الماس دارای ساختار کریستالی تتراهدرال است و در این ساختار هر اتم کربن با چهار اتم کربن دیگر پیوند ایجاد نموده است. شبکه کریستالی الماس سختی خاصی به آن می دهد و این ماده به عنوان سخت ترین ماده در طبیعت شناخته می شود. این ماده دارای هدایت حرارتی بسیار بالایی است، به گونهای که هدایت حرارتی آن پنج برابر مس است و به دلیل عدم وجود الکترون آزاد در ساختار عایق جریان الکتریسیته بوده و ماده ای شفاف است.
ساختار گرافیت از صفحات کربنی تشکیل شده است که می تواند از روی هم قرار گرفتن صفحات کربنی ساختار هگزاگونال را به وجود آورد. به دلیل هندسه متفاوت پیوندهای کربن در ساختار گرافیت نسبت به الماس، گرافیت ماده ای نرم، دارای خاصیت لغزش، مات و رسانای جریان الکتریسیته است. در مقایسه با الماس، در ساختار گرافیت هر اتم کربن تنها با سه اتم کربن دیگر پیوند برقرار مینماید و به همین دلیل الکترونهای آزاد به راحتی می توانند در ساختار گرافیت حرکت نمایند. فولرین سومین ساختاری است که اتم های کربن می توانند به وجود آورند و شامل ساختارهایی به شکل کره یا سیلندر است [1]. این ساختارها مجموعه هایی از اتم های کربن به شکل خوشههای بسته قفس شکل بوده و ویژگیهای منحصر به فرد بسیاری دارند که در هیچ یک از ترکیبهای قبلی دیده نشده است. قبل از آن که اولین نوع فولرین های C60 و C70 ساخته و کشف شوند چنین تصور می شد که اینمولکولهای کروی، ناپایدار هستند. کشف فولرین ها همانند بسیاری از کشفیات علمی دیگر به طور اتفاقیانجام گرفت. در سال 1985 Harold Kroto و Richard Smalley نتایج عجیبی در طیف جرمی نمونه های بخار کربن که مربوط به فولرین ها بود مشاهده نمودند و پایداری این ساختار در فاز گازی به اثبات رسید و جستجو برای یافتن سایر فولرینها آغاز گردید. در شکل(1-1) ساختار شماتیک فولرین C60 و C70 نشان داده شده است.
با کشف نانولوله ها در سال 1991 توسط Sumio Lijima و همکارانش توجه پژوهشگران بسیاری در تمام جهان به این مواد جلب شد[2]. شایان ذکر است که مشاهده نانولوله های کربنی به گذشته ای دور و به سال 1952 باز می گردد. در آن سال Radushkevich و Lukyanovich تصاویر واضحی از لوله های 50 نانومتری کربنی را در مجله روسی شیمی فیزیک به چاپ رسانده بودند. ممکن است نانولوله های کربنی حتی قبل از آن سال هم ساخته شده باشند. اما تا زمان اختراع میکروسکوپ الکترونی عبوری، مشاهده مستقیم این ساختارهاامکان پذیر نبوده است[3]. توجه بیش از اندازه به نانولولههای کربنی به علت خواص فیزیکی و شیمیایی استثنایی و جالب این مواد است که شامل خواص الکتریکی، نوری، مکانیکی، حرارتی و بسیاری موارد دیگر است[4]. این ماده به عنوان مستحکم ترین و در عین حال انعطافپذیرترین ماده در زمین شناخته میشود و این موضوع با توجه به استحکام کششی و ماژول یانگ این ماده مشخص می گردد. با توجه به استحکام ویژه بسیار بالای این ماده که از نسبت استحکام به وزن آن حاصل می شود، خصوصیت منحصر به فرد نانولوله های کربنی در مقایسه با سایر مواد ساخته شده به دست بشر مشخص می گردد[1].
2- 1 گونه های مختلف نانولوله های کربنی
1- 2-1 نانولوله های کربنی تک دیواره
بیشتر نانولوله های کربنی تک دیواره دارای قطری نزدیک به یک نانومتر می باشند. در حالی که طول آنها می تواند هزاران برابر بیشتر از قطر آنها باشد. ساختار نانولوله های تک دیواره مانند این است که لایه ای از گرافیت، که ضخامت آن تنها یک لایه اتمی است و گرافن نامیده می شود به گونه ای به دور خودش پیچیده شود که شکل سیلندری کاملاً یکپارچه و عاری از درز را به نمایش بگذارد.

): نمایی از ساختار نانولوله کربنی تک دیواره[

): نمایی از ساختار نانولوله کربنی تک دیواره[

4 1- 1 کلیات……………………………………………………………………………….4
2- 1 گونه های مختلف نانولوله ها………………………………………………………6
1- 2-1 نانولوله های کربنی تک دیواره…………………………………………………..6
2- 2-1 نانولوله های کربنی دو دیواره……………………………………………………9
3- 2-1 نانولوله های کربنی چند دیواره………………………………………………..10
3- 1 نحوه شناسایی نانولوله ها………………………………………………………..11
1- 3-1 دستگاه طیف سنجی رامان……………………………………………………..11
2- 3-1 میکروسکوپ الکترونی عبوری……………………………………………………15

فصل دوم: روشهای تولید نانولوله های کربنی

در سنتز نانولوله های کربنی به روش رونشست بخار شیمیایی مطالعات زیادی در جهت درک نحوه جوانه زنی و رشد نانولوله ها بر روی ذرات کاتالیست انجام شده است. از آنجایی که سنتز نانولوله ها به ذرات کاتالیست نیاز دارد، توجه بسیار زیادی به نقش و تاثیر کاتالیست در نطفه زایی نانولوله های کربنی معطوف گردیده است[16] و در شکلها و گونه های متفاوتی از کاتالیست در تولید نانولوله های تک دیواره به روش رونشست بخار شیمیایی استفاده شده است[1].
مطالعات نشان می دهند در روشهایی که از زیر لایه برای حمایت ذرات کاتالیست استفاده شده، جوانه زنی نانولوله ها بدون ذوب شدن ذرات کاتالیست انجام شده و جوانه های اولیه نانولوله های کربنی تک دیواره در اثر نفوذ سطحی عنصر کربن ایجاد شده اند. در برخی مطالعات تأثیر قطر ذرات کاتالیست بر قطر نانولوله ها به تأیید رسیده است و قطر نانولوله ها تابعی از قطر ذرات کاتالیست عنوان شده است، شکل(1-2).
در موردی دیگر حضور ذرات کاتالیست به حالت مذاب و نفوذ عنصر کربن در حجم ذره مذاب عاملجوانه زایی نانولوله ها عنوان گردیده است[16].
فلزاتی مانند آهن و کبالت در جریان تولید نانولوله های کربنی به کاربید تبدیل می شوند و حالت کاربیدی خود را پس از تولید حفظ می نمایند. صرفنظر از منبع تأمین کربن، نانوذرات آهن، کبالت و نیکل توانایی تولید نانولوله های تک دیواره را دارند.
استفاده از مخلوط دو یا سه فلز مانند مخلوط کردن آهن، کبالت و نیکل با عناصری مانند ایتریوم، مولیبدن، روتنیوم و پلاتین موجب افزایش چشمگیر راندمان تولید می گردد. استفاده از موادی با سطح ویژه بالا در حدود 300 مترمربع بر گرم یا بیشتر منجر به تولید نانولوله های تک دیواره با راندمان بسیار بالا می شود. به عنوان مثال در برخی موارد درصد وزنی نانولوله های تک دیواره به کاتالیست عددی در حدود 500 درصد وزنی بالغ می شود.کاتالیست به طور معمول با استفاده از روشهایی مانند تلقیح صفحات حامل و زیرلایه هایی مانند سیلیس، زئولیت، آلومینا یا اکسید منیزیم با انجام واکنشهایی مانند شیمی تر یا خشک کردن ساده مخلوطی از ماده حامل و نمک کاتالیست انجام می شود.
در برخی موارد از کاتالیست های فاز گازی نیز برای تولید نانولوله ها استفاده می شود. موادی که به عنوان کاتالیست استفاده می شوند ترکیباتی فرار شامل فلزات آهن یا نیکل هستند. به عنوان نمونه پنتا کربونیل آهن 5Fe(Co) ، فروسن 2(5Fe(C5H یا نیکلوسن 2(5Ni(C5H را می توان نام برد که همراه گازی که منبع کربن است به داخل رآکتور وارد می شوند[1].
شکل گیری نانو ذرات کاتالیستی یکی از مهمترین پارامترها در روش رونشست بخار شیمیایی[18] برای تولید نانولوله های کربنی است. زیرا کنترل اندازه ذرات کاتالیستی بر روی قطر، طول و یا نحوه پیچش صفحه گرافن به دور خودش برای تولید نانولوله ها تأثیر گذار است[19]. در حقیقت قطر نانولوله ها تابعی از قطر ذرات فعال کاتالیست است[20].
نانو ذرات علاوه بر اینکه محل های مناسبی برای جوانه زنی نانولوله های کربنی هستند، مکان هایمناسبی برای تجزیه منابع حاوی کربن نیز هستند.
متاسفانه نانو ذرات کاتالیستی تمایل بسیار زیادی به چسبندگی به یکدیگر و افزایش ابعاد دارند، شکل(2-2). برای جلوگیری از این رفتار، فلز دومی از گروه عناصر واسطه به ذرات کاتالیست اضافه می شود تا با آنها آلیاژ تشکیل داده و نقطه ذوب را افزایش دهد[18].
یکی از مهمترین تلاشهای محققان، یافتن کاتالیستهای نوینی است که با استفاده از آنها تولید نانولوله ها اقتصادی شود. همچنین کیفیت و خلوص نانولوله ها در اثر انجام تنها یک مرحله خالص سازی و جدا نمودن ذرات کاتالیست از نانولوله ها افزایش می یابد. در این راستا استفاده از زیر لایه های اکسید فلزاتی مانند کلسیم و منیزیم موجب توزیع بهتر ذرات کاتالیست و جلوگیری از چسبندگی آنها به یکدیگر می گردد[21]. شایان ذکر است که هرچند در این روش ذرات کاتالیست دارای توزیع مناسبی بر روی زیر لایه هستند، اما در مجموع کنترل اندازه ذرات و همچنین برقراری پیوند مناسب میان عناصر تشکیل دهنده کاتالیست در صورتی که کاتالیست از دو یا سه عنصر فلزی تشکیل شده باشد امری مشکل است[19].

تأثیر قطر ذرات کاتالیست بر قطر نانولوله ها

تأثیر قطر ذرات کاتالیست بر قطر نانولوله ها

1- 2 نقش کاتالیست در تولید نانولوله های کربنی…………………………………..17
2- 2 انواع روشهای تولید………………………………………………………………..21
1- 2-2 رسوب دهی بخار شیمیایی…………………………………………………….21
1-1-2- 2 رونشست بخار شیمیایی…………………………………………………..23
2-1-2- 2 فرآیند CO فشار بالا……………………………………………………………24
3-1-2- 2 روش ساخت با شعله………………………………………………………..26
4-1-2- 2 رونشست بخار شیمایی بهبود یافته توسط پلاسما(PECVD)….ا………..33
2- 2-2 تخلیه قوس الکتریکی……………………………………………………………35
1-2-2- 2 تخلیه قوس الکتریکی تک پالسی…………………………………………38
2-2-2- 2 تخلیه قوس الکتریکی با به کارگیری جریان متناوب 12 فازی…………….41
3- 2-2 تبخیر لیزری……………………………………………………………………..44
4- 2-2 استفاده از میدان الکتریکی در تولید نانولوله های کربنی………………….46
5- 2-2 تولید نانولوله های کربنی با استفاده از ترکیب دو روش پلاسمای میکروویو و فیلامان
وحرارتی……………………………………………………………………………………49 6

-2-2 تولید نانولوله های کربنی با استفاده از قالب……………………………………53

فصل سوم: خواص نانولوله های کربنی

با وجود اینکه گرافیت متشکل از لایه های کاملاً مشابه یکدیگر بوده و ماده ای نیمه هادی به شمارمی آید. تئوری های اولیه در رابطه با این ماده حکایت از ارتباط هدایت الکتریکی آن با ساختار صفحات گرافیتی دارد. بدین معنا که نانولوله های کربنی می توانند مانند فلزات رسانا یا به مانند مواد نیمه هادی عمل نمایند که این موضوع به شکل پیچش صفحه گرافیت به دور خودش و همچنین قطر نانولوله ها وابسته است. بر اساس این مطالعات نانولوله های آرمچیر رسانا هستند، اما نانولوله های زیگزاگ و چیرال می توانند به صورت رسانا یا نیمه رسانا عمل کنند. نانولوله های تک دیواره می توانند رسانا یا نیمه رسانا باشند و این موضوع به دو اندیس (n,m) بستگی دارد[50].
خواص الکتریکی منحصر به فرد نانولوله های کربنی به دلیل وضعیت حرکت الکترونها نسبت به محور نانولوله است که منجر به حرکت الکترون تنها در راستای محور نانولوله ها می گردد[8]. به دلیل قطر بسیار کوچک و نسبت بالای طول به قطر نانولوله های کربنی، الکترونها در داخل آنها به راحتی پراکنده و پخش نمی شوند. نسبت طول به قطر نانولوله های کربنی نسبتی است که می تواند در حد میلیون و حتی بالاتر باشد[51].
نانولوله های تک دیواره به عنوان رساناهای تک بعدی شناخته می شوند[52]. در رساناهای سه بعدی، الکترونها فرصت های بسیار زیادی برای پخش شدن در ماده دارند و به همین دلیل می توانند به هر نقطه ای از ماده بروند. امکان پخش شدن الکترونها در مواد، مقاومت الکتریکی آنها را افزایش می دهد. اما با توجه به تک بعدی بودن سیستم نانولوله های کربنی، در این نوع از رساناها، الکترونها تنها می توانند به جلو و یا عقب حرکت کنند و به همین دلیل مقاومت الکتریکی به مقدار زیادی کاهش می یابد[51]. در تحقیقی مقاومت بسته های نانولوله های تک دیواره در حدود Ω/cm 4-10 در 300 درجه کلوین محاسبه شد. این کار با اندازه گیری مستقیم مقاومت انجام گردید. در یکی از بدترین حالات که مقدار مقاومت بسیار زیاد و برابر با 4-10 × 34/0 تعیین گردید مشخص شد که حتی با در نظر گرفتن خطاهای اندازه گیری زیاد، این بسته ها هادی ترین رشته های کربنی شناخته شده هستند. در آزمایشی دیگر که به منظور تعیین هدایت الکتریکی نانولوله های تک دیواره انجام شد چگالی جریان عبوری از این مواد بالغ بر 2A/cm 710 تعیین شد و در نهایت مشخص شد که عبور جریانی با چگالی A/cm2 1310 از آنها امکان پذیر است[3].
2- 3 خواص مکانیکی:
1- 2-3 مدول الاستیک
نانولوله ها به عنوان مستحکم ترین و چقرمه ترین مواد در مقیاس نانو نیروی محرکی بسیار قوی برای تحقیق در بکارگیری آنها در مواد کامپوزیتی را فراهم ساخته اند[53].
مدول الاستیک نانولوله ها ارتباط مستقیمی با میزان بی نظمی و نابجایی در ساختار اتمی دیواره های آنها دارد. همچنین مدول الاستیک به قطر نانولوله ها و همچنین زاویه پیچیده شدن صفحه گرافن به دور خودش وابسته است.
به دلیل اندازه بسیار کوچک نانولوله های کربنی، استفاده از روشهای مرسوم برای محاسبه مدول الاستیک آنها امکان پذیر نمی باشد و برای دست یافتن به مدول الاستیک نانولوله های کربنی از تکنیک های دیگری استفاده می شود. بر این اساس با استفاده از میکروسکوپ عبوری (TEM) میانگین مربع دامنه نوسان نانولوله ها از دمای اتاق تا دمای 800 درجه سانتیگراد مورد ارزیابی قرار می گیرد.
مدول الاستیک متوسط که از اندازه گیری 11 نانولوله چند دیواره حاصل شد 8/1 تراپاسکال است.
(کمترین مدول الاستیک 4/0 ترا پاسکال و بیشترین مدول 15/4 ترا پاسکال محاسبه شد).
با استفاده از دستگاه AFM ، به نانولوله ها نیروی لازم برای شکست اعمال گردید تا بر اساس آن مقاومت آنها در برابر اعمال نیرو و به دنبال آن مدول الاستیک آنها به دست آید.
در شکل(1-3) رابطه میان قطر نانولوله های تک دیواره و نیروی لازم برای شکست آنها قابل مشاهده است. همانطور که در نمودار مشاهده می شود رابطه قطر نانولوله ها با نیروی شکست رابطه ای خطی است[54].
در روشی دیگر که به وسیله Lourie وWagner با استفاده از دستگاه میکرورامان انجام شد، مدول الاستیک برای نانولوله های تک دیواره عددی بین 8/2 تا 6/3 ترا پاسکال و برای نانولوله های چند دیواره 7/1 تا 4/2 ترا پاسکال تعیین شد.
در نهایت آزمون کشش واقعی توسط Yu و همکاران بر روی نانولوله ها انجام شد و مدول یانگ برای نانو لوله های تک دیواره 320 تا 1470 گیگا پاسکال و برای نانولوله های چند دیواره 270 تا 950 گیگا پاسکال به دست آمد. در شکل(2- 3-الف) نمودار تنش –کرنش نانولوله های تک دیواره و در شکل(2- 3- ب) نمودار تنش- کرنش نانولوله های چند دیواره نشان داده شده است. کرنشها، کرنش مهندسی هستند[55].

1- 3 خواص الکتریکی………………………………………………………………….59
2- 3 خواص مکانیکی………………………………………………………………….60
1- 2-3 مدول الاستیک………………………………………………………………..60
2- 2-3 استحکام…………………………………………………………………….62
3- 3 خواص حرارتی…………………………………………………………………….64
1- 3-3 رسانش حرارتی………………………………………………………………64
2- 3-3 انبساط حرارتی……………………………………………………………….64

فصل چهارم: کاربردهای نانولوله های کربنی.

نانولوله های کربنی از پرکاربردترین مواد در میان مواد شناخته شده توسط بشر محسوب می شوند. به دلیل استحکام ویژه که در حدود 50 برابر فولاد است الیافی ایده آل و منحصر به فرد به شمار می آیند. نانولوله های کربنی در زمره بهترین مواد در ساخت کامپوزیتها بشمار می روند و با استفاده از آنها امکان ساخت کامپوزیتهایی با استحکام بالا و وزن کم فراهم می گردد[59].

1- 1-4 کامپوزیتهای زمینه پلیمری:
کامپوزیتهای زمینه پلیمری که برای کاربردهای سازه ای ساخته می شوند، ساختارهایی مهندسی هستند که توانایی تحمل نیروهای نسبتاً زیاد را دارا هستند. فاز تقویت کننده الیاف کربن بوده و زمینه از مواد پلیمری که دارای استحکام و دانسیته کمتری هستند ساخته می شوند. ترکیب زمینه و الیاف موجب تولید ماده ای مستحکم اما سبک می شود.
استفاده از نانولوله های کربنی کوتاه در مقایسه با نانولوله های بلندتر موجب کاهش استحکام و خواص مکانیکی کامپوزیت می گردد. پیشرفت های اخیر در زمینه تولید، امکان رشد نانولوله هایی به طول چندین میلیمتر را فراهم آورده و تولید پیوسته کامپوزیتهای پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی پیوسته را امکان پذیر ساخته است[63].
دو فاکتور مهم بر روی خواص مکانیکی نانوکامپوزیتها به ویژه استحکام این مواد تاثیر گذار است. فاکتور اول چسبندگی بین زمینه و فاز تقویت کننده و فاکتور دوم توزیع مناسب و همگن نانولوله ها در زمینه است.
در این میان استفاده از برخی مرطوب کننده ها و تاثیر این مواد بر سطح نانولوله های کربنی، چسبندگی و تماس سطحی هر چه بیشتر آنها را به زمینه پلیمری افزایش می دهد و این امر مکانیک شکست کامپوزیتهای زمینه پلیمری را بهبود می بخشد.
در شکل(1-4) افزایش چقرمگی شکست کامپوزیتهای زمینه اپوکسی با افزایش درصد نانولوله هایکربنی نشان داده شده است.
در این نمودار اثر دو مرطوب کننده متفاوت به نام های استون و پلی اوکسی اتیلن اوکتیل فنیل اتر قابل مشاهده است. با توجه به نمودار، نانولوله هایی که تحت تاثیر پلی اوکسی اتیلن اوکتیل فنیل اتر قرار گرفته اند کامپوزیتهای مقاوم تری را ایجاد می نمایند[64].

خودرویی که بدنه آن از کامپوزیتهای پلیمری ساخته شده است

خودرویی که بدنه آن از کامپوزیتهای پلیمری ساخته شده است

1- 4 کاربردهای مکانیکی……………………………………………………………….66
1- 1-4 کامپوزیتهای زمینه پلیمری…………………………………………………….67
2- 1-4 کامپوزیتهای زمینه فلزی………………………………………………………..70
3- 1-4 کامپوزیتهای زمینه سرامیکی………………………………………………….72
2- 4 کاربردهای الکترونیکی…………………………………………………………….75
3- 4 کاربردهای زیستی…………………………………………………………………78
4- 4 ساخت حسگرها…………………………………………………………………80
1- 4-4 حسگرهای شیمیایی……………………………………………………….80
2- 4-4 حسگرهای مکانیکی…………………………………………………………81
3- 4-4 حسگرهای زیستی………………………………………………………….83
5- 4 کاربرد در زمینه انرژی…………………………………………………………..84
1- 5-4 باتری یون- لیتیوم…………………………………………………………….84
2- 5-4 پیل های سوختی……………………………………………………………85

فصل پنجم: نتیجه گیری

منابع و مأخذ……………………………………………………………………………..89

فهرست منابع فارسی………………………………………………………………….89

فهرست منابع لاتین…………………………………………………………………….90

سایت های اطلاع رسانی……………………………………………………………97
چکیده انگلیسی……………………………………………………………………..98

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست جدول ها:

جدول(1-1): گونه های متفاوت لیزر به کار رفته در دستگاه رامان………………..12 جدول(1-2): شرایط سه شعله حاصل از اختلاط اتیلن / اکسیژن که در آزمون مورد استفاده قرار گرفته است…………………………………………………………………………31 جدول(2-2): شرایط آزمون تخلیه قوس الکتریکی تک پالسی…………………………………………………………………………………..39 جدول(1-3): خصوصیات مکانیکی انواع مختلف نانولوله های کربنی در مقایسه با فولاد ضد زنگ…………………………………………………………………………………………63

فهرست شکل ها:

شکل(1-1) ساختار شماتیک فولرین C60 و C70 ………….ا…………………………..5 شکل(2-1): نمایی از ساختار نانولوله کربنی تک دیواره………………………………..7 شکل(3-1): نمایی از جهت گیری برداری نانولوله ها در دو ساختار زیگزاگ و آرمچیر…………………………………………………………………………………………7 شکل(4-1): پیچش متفاوت صفحه گرافن به دور خودش در مقطع عرضی……………………………………………………………………………………………8 شکل(5-1) چیدمان اتمهای کربن در سطح نانولوله ها……………………………………………………………………………………………..8 شکل(6-1): ساختار نانولوله دو دیواره……………………………………………………9 شکل(7-1): ساختار نانولوله کربنی چند دیواره………………………………………….10 شکل(8-1): طیف رامان از نانولوله های چند دیواره……………………………………11 شکل(9-1): نمایی از دستگاه طیف سنجی رامان……………………………………..12
شکل(10-1): الف) طیف رامان از نانولوله چند دیواره، پیک G باند و D باند قابل مشاهده است………………………………………………………………………………………………14 شکل(1-2): تأثیر قطر ذرات کاتالیست بر قطر نانولوله ها…………………………………17 شکل(2-2): افزایش قطر نانو ذرات آهن در اثر افزایش دما……………………………….19 شکل(3-2): ذرات فلزی نانومتری در ساختار پروسکایت……………………………….21 شکل(4-2): دیاگرام شماتیک دستگاه CVD…..ا………………………………………..24
شکل(5-2): نمایی از دستگاه تولید کننده نانولوله های کربنی به روش گاز منواکسید کربن فشار بالا………………………………………………………………………………….25 شکل(6-2): ترکیب شیمیایی شعله گاز استیلن و دمای شعله در راستای نازل……………………………………………………………………………………….27 شکل(7-2): عکس های میکروسکوپ الکترونی عبوری از محصولات تولید شده در شرایط متفاوت شعله……………………………………………………………………………..28
شکل(8-2): الف: شعله حاصل از اختلاط اتیلن / اکسیژن……………………………31

ب: شعله حاصل از اختلاط اتیلن با درصد بالاتری از هوا ج: شعله حاصل از اختلاط اتیلن / هوا
شکل(9-2): نتیجه آزمون DMA بر روی محصولات حاصل از شعله اول………………..32

شکل (10-2): نتیجه آزمون DMA بر روی محصولات حاصل از شعله دوم……………….32 شکل(11-2): ): نتیجه آزمون DMA بر روی محصولات حاصل از شعله سوم……………33
شکل(12-2): نمایی از دستگاه PECVD ………………………………………..ا………..34 شکل(13-2): نمایی از دستگاه تخلیه قوس الکتریکی…………………………………..36 شکل(14-2): الف- نانولوله های تخلیص شده. ب- نانولوله ها و نانو ذرات کربن…………………………………………………………………………………………..36 شکل(15-2): الف- نانولوله چند دیواره. ب- نانولوله تک دیواره………………………….38

 

Abstract:
Carbon Nanotubes (CNTs) are amongest the Carbon allotropes with nano-scaled dimensions and aspect ratios in excess of one million. Nanotubes consist of screwed graphite sheets with various angles exhibiting different characteristics that can behave either as conductive metals or as semiconductors. These materials exhibit extraordinary strength and heat conductivity. CNTs can be synthesized by CVD method using different catalysts such as iron, nickel or cobalt. In recent years CNTs are the focus of many scientific researches and due to their unique electrical characteristics they have gained numerous applications such as catalysts and bio cell electrodes. They are being used in nano-scaled electrical and mechanical systems, electron microscopy and many other fields



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

250,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید

خرید فایل word

قیمت35000تومان

350,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید