چکیده:

زمینه و هدف: باند بسامدی X دارای محدوده بسامدی 5/12-8 گیگاهرتز بوده و کاربردهای متنوعی مانند کنترل ترافیک هوایی ، ارتباطات ناوبری دریایی و ... دارد. عدم کنترل مواجهه با این امواج می تواند باعث آسیب به سلامت شاغلین شود. استفاده از حفاظ ، فعلاً راهکار کنترلی برتر در پیشگیری از مواجهه با امواج مایکروویو است. در این مطالعه سعی شد تاثیر تغییرات پراکندگی نانوذرات در تقویت یک نوع سپر الکترومغناطیس نانوکامپوزیتی بررسی گردد.

روش بررسی: در این تحقیق از رزین اپوکسی و نانوذرات اکسید نیکل (7 درصد وزنی) در ضخامتهای 2 ، 4 و 6 میلیمتر جهت ساخت نانوکامپوزیتها استفاده شد. مدت زمانهای 10 و 66 دقیقه به عنوان مدت زمان اختلاط نانوذرات در حلال جهت بررسی تغییرات پراکندگی در نظرگرفته شد و بر این اساس سپرهای ساخته شده با عنوان گروههای 1 (مدت زمان اختلاط 10 دقیقه) و 2 (مدت زمان اختلاط 66 دقیقه) نامگذاری شدند . با استفاده از دستگاههایX-ray Diffraction وField Emission Scanning Electron Microscope نانو ذرات مورد استفاده مشخصه یابی و مقادیر اثربخشی حفاظتی نانوکامپوزیتها با استفاده از دستگاه Vector Network Analyzer اندازه گیری شد.

یافته ها: پراکندگی نانوذرات در نانوکامپوزیتهای گروه 2 بهتر از نانوکامپوزیتهای گروه 1 بود. میانگین مقادیر درصد کاهندگی در نانوکامپوزیتهای گروه 2 بیشتر از گروه 1 بود . به گونه ای که این مقادیر برای ضخامتهای مورد نظر در گروه 1 به ترتیب برابر با 05/46 ، 03/69 و 83/70 و در گروه 2 برابر با 02/52 ، 48/78 و 14/84 درصد بود . بیشترین درصد کاهندگی 12/91 درصد بود که توسط نانوکامپوزیت 6 میلیمتری (در گروه 2 ) و در بسامد 8/8 گیگاهرتز بدست آمد. در این گروه با افزایش ضخامت ، میانگین اثربخشی حفاظتی نانوکامپوزیتها افزایش یافت.

نتیجه گیری: افزایش مدت زمان اختلاط نانوذرات در حلال باعث بهبود پراکندگی آنها در ماتریس و افزایش مقادیر اثربخشی حفاظتی شد. می توان از این نانوکامپوزیتها به عنوان حفاظ مناسب جهت کنترل امواج مایکروویو باند بسامدی X در محیطهای کاری استفاده نمود و نانوکامپوزیت 4 میلیمتری سپر مناسب برای این امر است . همچنین می توان برای کنترل شدت مایکروویو در بسامدهای ویژه ای مانند 8/8 و 5/12 گیگاهرتز به ترتیب از سپر 6 و 4 میلیمتری در گروه 2 استفاده نمود چراکه می توانند بیش از 87 درصد از مقدار اولیه شدت امواج مورد نظر را کاهش دهند.

Background and aims: X-band with 8-12.5 frequencies range has various applications such as air control traffic, navy communication and etc. Uncontrolled exposure with microwave can lead to adverse effect on workers. Application of the shielding is superior control for prevention of microwave exposure, now. This study investigated the effect of dispersion on shielding effectiveness improvement about a novel nanocomposit shiled.

MethodS: Nanocomposites prepared by epoxy resin and nano nickel oxide (7wt %) with 2, 4 and 6 mm thicknesses. In order to investigate the effect of dispersion , 10 and 66 minutes was considered as mixing time . Nanoparticles characterized by X-ray Diffraction and Field Emission Scanning Electron Microscope. Shielding effectiveness measured with vector network analyzer.

Results: Dispersion of nanoparticles in group 2-nanocomposites was better than group 1- nanocomposites. Average of percentage attenuation in group 2-nanocomposites was better than group 1- nanocomposites. The Average of shielding effectiveness for three thicknesses in group 1 was 46.5, 69.03 , 70.83 and for group 2 was 52.02%, 78.48% and 84.14 %dB, respectively. Maximum attenuation obtained by the 6mm thickness in group 2- nanocomposites at 8.8 GHz frequency (91.12%). The Average of shielding effectiveness increased with increasing the thickness.

Conclusion: with increasing the mixing time, the dispersion and shielding effectiveness be improved. These nanocomposites could be used as appropriate shielding for exposure control of X-band frequency in workplace and nanocomposite with 4mm thickness is appropriate shield in this study. Both 4mm and 6mm thicknesses in group2 are useful in specific frequency such as 8.8 and 12.5 GHz .the average of percentage attenuation for above thicknesses is more than 87%. Keyword: electromagnetic shielding, microwave, nanocomposite, nickel oxide, electromagnetic radiation, dispersion