پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 45 |
| تعداد شماره‌ها | 1,219 |
| تعداد مقالات | 10,473 |
| تعداد مشاهده مقاله | 20,217,797 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 13,905,685 |
ساخت سیم مس تقویت‌شده با نانولوله‌های کربنی تک‌جداره و رزین با رسانایی بالا | ||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
| مقاله 2، دوره 7، شماره 4 - شماره پیاپی 21، تیر 1404، صفحه 19-26 اصل مقاله (571.95 K) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2025.74953.1245 | ||
| نویسندگان | ||
| حسین غفوریان* 1؛ حبیب خلیل پور1؛ مجید ابراهیم زاده1؛ محمت ارتوگرول2؛ امین آرگون اورال3؛ فاتمانور توزلوجا یاشیل باغ4؛ یاشار اوزکان یاشیل باغ4؛ سدانور کلش5 | ||
| 11. گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران 2. مرکز مطالعات و همکاری‌های علمی بین‌المللی (CISSC)، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، جمهوری اسلامی ایران. | ||
| 2دانشگاه فنی کارادنیز، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی متالورژی و مواد، ترابزون، ترکیه | ||
| 3دانشکده مهندسی، مهندسی برق و الکترونیک، گروه الکترونیک، دانشگاه آتاتورک، ارزروم، ترکیه | ||
| 4گروه فیزیک، دانشگاه ارزینجان بینالی ییلدیریم، ارزینجان 24100، ترکیه | ||
| 5دانشگاه فنی کارادنیز، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی متالورژی و مواد، ترابزون، ترکیه. | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش، عملکرد الکتریکی و حرارتی سیم‌های کامپوزیتی ساخته‌شده از مس با پوشش نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره و رزین رسانای حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. طیف‌سنجی رامان حضور موفق نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره با ساختار بلوری منظم را تأیید کرد و تصویر میکروسکوپ الکترونی، توزیع یکنواخت نانولوله‌ها و لایه رزین را بر سطح سیم مسی نشان داد. نتایج حاصل از نمودارهای مقاومت ویژه و دما در برابر چگالی جریان و شدت جریان نشان داد که سیم کامپوزیتی نسبت به سیم مسی مرجع عملکرد بهتری دارد؛ به‌گونه‌ای که در جریان‌های بالا، مقاومت ویژه کمتری از خود نشان می‌دهد و تا دماهای بالاتری بدون تخریب ساختاری پایدار می‌ماند. این بهبود عملکرد را می‌توان به هدایت الکتریکی و حرارتی بالای نانولوله‌ها و نقش تثبیت‌کننده و خنک‌کننده رزین نسبت داد. در مجموع، استفاده از نانولوله‌های کربنی و رزین رسانا در ساختار سیم‌های مسی منجر به بهبود چشمگیر پایداری حرارتی و تحمل جریان شده و این ترکیب را برای کاربردهای توان بالا، خطوط انتقال و سیستم‌های الکترونیکی حساس بسیار مناسب می‌سازد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سیم مس؛ کامپوزیت؛ نانولوله های کربنی تک دیواره؛ مقاومت ویژه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Fabrication of a Highly Conductive Copper Wire Reinforced with Single-Walled Carbon Nanotubes and Resin | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hossein Ghaforyan1؛ Habib Khalilpour1؛ Majid Ebrahimzadeh1؛ Mehmet Ertugrul2؛ Emin Argun Oral3؛ Fatma Nur Tuzluca Yesilbag4؛ Yasar Ozkan Yesilbag4؛ Sedanur Keles5 | ||
| 11. Department of Physics, Payame Noor University, Tehran, Iran. 2. Center for International Scientific Studies and Collaborations (CISSC), Ministry of Science, Research and Technology, Islamic Republic of Iran. | ||
| 2Karadeniz Technical University, Faculty of Engineering, Department of Metallurgical and Materials Engineering, Trabzon, Turkey | ||
| 3Ataturk University, Faculty of Engineering, Electrical and Electronics Engineering Department, Erzurum, Türkiye | ||
| 4Department of Physics, Erzincan Binali Yıldırım University, Erzincan 24100, Turkey | ||
| 5Karadeniz Technical University, Faculty of Engineering, Department of Metallurgical and Materials Engineering, Trabzon, Turkey. | ||
| چکیده [English] | ||
| In this study, the electrical and thermal performance of composite wires made of copper coated with single-walled carbon nanotubes and a thermally conductive resin was investigated. Raman spectroscopy confirmed the successful synthesis of single-walled carbon nanotubes with an ordered crystalline structure, and scanning electron microscopy revealed a uniform distribution of the nanotubes and resin layer on the copper wire surface. The results from the resistivity and temperature versus current density and current intensity plots demonstrated that the composite wire outperformed the reference copper wire. Specifically, it exhibited lower resistivity at high current levels and maintained structural stability at higher temperatures. This enhanced performance can be attributed to the high electrical and thermal conductivity of the nanotubes, as well as the resin's stabilizing and heat-dissipating properties. Overall, the integration of carbon nanotubes and conductive resin into copper wire structures significantly improves thermal stability and current-carrying capacity, making this composite highly suitable for high-power applications, transmission lines, and sensitive electronic systems. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Copper Wire, Composite, Single-Walled Carbon Nanotubes, Resistivity | ||
| مراجع | ||
|
[1] Gür TM. Review of electrical energy storage technologies, materials, and systems: challenges and prospects for large-scale grid storage. Energy & environmental science. 2018;11(10):2696-767.
[2] Hadjipaschalis I, Poullikkas A, Efthimiou V. Overview of current and future energy storage technologies for electric power applications. Renewable and sustainable energy reviews. 2009 Aug 1;13(6-7):1513-22.
[3] Czerwinski F. Aluminum alloys for electrical engineering: a review. Journal of Materials Science. 2024 Aug;59(32):14847-92.
[4] Murashkin MY, Sabirov I, Sauvage X, Valiev RZ. Nanostructured Al and Cu alloys with superior strength and electrical conductivity. Journal of Materials Science. 2016 Jan;51(1):33-49.
[5] Ujah CO, Kallon DV, Aigbodion VS. Overview of electricity transmission conductors: challenges and remedies. Materials. 2022 Nov 15;15(22):8094.
[6] Mao Q, Liu Y, Zhao Y. A review on copper alloys with high strength and high electrical conductivity. Journal of Alloys and Compounds. 2024 Apr 9:174456.
[7] Raabe D, Tasan CC, Olivetti EA. Strategies for improving the sustainability of structural metals. Nature. 2019 Nov 7;575(7781):64-74.
[8] Zhang L, Xu Z. A review of current progress of recycling technologies for metals from waste electrical and electronic equipment. Journal of Cleaner Production. 2016 Jul 20;127:19-36.
[9] Zhang X, Lu W, Zhou G, Li Q. Understanding the mechanical and conductive properties of carbon nanotube fibers for smart electronics. Advanced Materials. 2020 Feb;32(5):1902028.
[10] Zhang S, Nguyen N, Leonhardt B, Jolowsky C, Hao A, Park JG, Liang R. Carbon‐nanotube‐based electrical conductors: fabrication, optimization, and applications. Advanced Electronic Materials. 2019 Jun;5(6):1800811.
[11] Lekawa‐Raus A, Patmore J, Kurzepa L, Bulmer J, Koziol K. Electrical properties of carbon nanotube-based fibers and their future use in electrical wiring. Advanced Functional Materials. 2014 Jun;24(24):3661-82.
[12] Li Y, Huang X, Zeng L, Li R, Tian H, Fu X, Wang Y, Zhong WH. A review of the electrical and mechanical properties of carbon nanofiller-reinforced polymer composites. Journal of Materials Science. 2019 Jan;54:1036-76.
[13] Bandaru PR. Electrical properties and applications of carbon nanotube structures. Journal of nanoscience and nanotechnology. 2007 Apr 1;7(4-5):1239-67.
[14] Terrones M. Carbon nanotubes: synthesis and properties, electronic devices and other emerging applications. International materials reviews. 2004 Dec 1;49(6):325-77.
[15] Oluwalowo A, Nguyen N, Zhang S, Park JG, Liang R. Electrical and thermal conductivity improvement of carbon nanotube and silver composites. Carbon. 2019 May 1;146:224-31.
[16] Oluwalowo A, Nguyen N, Zhang S, Park JG, Liang R. Electrical and thermal conductivity improvement of carbon nanotube and silver composites. Carbon. 2019 May 1;146:224-31.
[17] Oluwalowo A, Nguyen N, Zhang S, Park JG, Liang R. Electrical and thermal conductivity improvement of carbon nanotube and silver composites. Carbon. 2019 May 1;146:224-31.
[18] Fu S, Chen X, Liu P. Preparation of CNTs/Cu composites with good electrical conductivity and excellent mechanical properties. Materials Science and Engineering: A. 2020 Jan 13;771:138656.
[20] Paradise M, Goswami T. Carbon nanotubes–production and industrial applications. Materials & design. 2007 Jan 1;28(5):1477-89.
[21] Jarosz P, Schauerman C, Alvarenga J, Moses B, Mastrangelo T, Raffaelle R, Ridgley R, Landi B. Carbon nanotube wires and cables: near-term applications and future perspectives. Nanoscale. 2011;3(11):4542-53. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 231 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 132 |
||