بررسی تغییرات خواص حرارتی، میزان پایداری و گرانروی نانوسیال حاوی نانولوله های کربنی اصلاح شده با نانوذرات tio2
چکیده
هدف این تحقیق بررسی رفتار رئولوژیکی و تغییرات میزان هدایت حرارتی نانوسیال حاوی نانولوله¬های کربنی آرایش یافته با مقادیر مختلف از نانوذرات tio2 می¬باشد. بدین منظور نانوذرات tio2 با استفاده از روش هیدرولیز تتراکلرید تیتانیوم سنتز گردید. نتایج حاصل نشان داد که نانوذرات سنتز شده در فاز روتایل و با اندازه متوسط 20 نانومتر می¬باشند. همچنین جهت آرایش نانولوله¬های کربنی با نانوذرات tio2، در ابتدا نانولوله¬های کربنی خام تحت فرایند اکسیداسیون در محیط اسید نیتریک قرار گرفتند. این عمل موجب باز شدن انتهای بسته نانولوله¬های کربنی و همچنین عامل¬دار شدن سطح آن¬ها توسط گروه¬های عاملی حاوی اکسیژن گردید. گروه¬های عاملی متصل شده روی سطح نانولوله¬های اکسید شده همانند مکان¬های فعال، جهت جذب یون¬های تیتانیوم حاصل از فرایند هیدرولیز تتراکلرید تیتانیوم عمل کرده و سبب اتصال نانوذرات¬ tio2 روی سطح نانولوله¬های کربنی می¬شوند. نتایج ارزیابی میکروسکوپی نانولوله¬های کربنی آرایش یافته نشان می¬دهد که سطح خارجی نانولوله¬ها به طور موفقیت آمیزی با نانوذرات tio2 پوشیده شده است. تغییر میزان تتراکلرید تیتانیوم سبب تغییر میزان سنتز نانوذرات tio2 روی سطح نانولوله¬های کربنی می¬گردد. بررسی رفتار رئولوژیکی نانوسیال¬های مورد بررسی نشان می¬دهد که نانوسیال حاوی نانوذرات tio2 و نانولوله¬های کربنی آرایش یافته دارای رفتار دایلاتنت و یا غلیظ¬شوندگی می¬باشند. در حالیکه نانوسیال حاوی نانولوله¬های کربنی خام و اسیدشویی دارای رفتار سودوپلاستیک و یا رقیق¬شوندگی می¬باشند. بررسی تغییرات میزان هدایت حرارتی تمام نانوسیال¬های مورد بررسی نشان دهنده افزایش میزان هدایت حرارتی نانوسیال با افزایش دما و کسر وزنی نانوذرات می¬باشد. همچنین مدل¬های ماکسول، براگمن، جفری و یو- چوی جهت بررسی رفتار هدایت حرارتی نانوسیال حاوی نانوذرات tio2 و مدل¬های همیلتون-کراسر، سای و یو-چوی جهت بررسی هدایت حرارتی نانوسیال حاوی نانولوله¬های کربنی مورد مطالعه قرا گرفتند و نتایج حاصل نشان می¬دهد که مقادیر هدایت حرارتی پیش¬بینی شده توسط مدل¬های تجربی مذکور کمتر از مقادیر آزمایشگاهی میزان هدایت حرارتی نانوسیال می¬باشد. این امر را می¬توان به عدم تأثیر فاکتور¬های موثر بر انتقال حرارت مانند شکل، اندازه و حرکت نانوذرات در روابط تجربی نسبت داد.