3.3. Khảo sát tính chất màng acrylic PPy/clay nanocompozit
3.3.4. Khảo sát khả năng hấp thụ sóng điện từ của vật liệu polypyrol clay
3.3.4.1. Khảo sát khả năng hấp thụ sóng điện từ vào hàm lƣợng clay
Tiến hành chế tạo các mẫu màng sơn phủ trên cơ sở acrylic và polypyrol clay nano compozit với hàm lượng clay lần lượt là 0%, 3%, 5%, 7%, 10% theo tỷ lệ acrylic/nanocompozit là 1:1. Các mẫu sơn được quét đều lên đế gỗ với độ dầy màng sơn 50 μm. Tiến hành đo độ hấp thụ sóng điện từ của các mẫu màng sơn bằng máy phân tích mạng vectơ E8362B tại Viện Rađa, Viện Khoa học và công nghệ quân sự:
-5 -4.5 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0
2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5
Tần số (GHz)
Đ ộ gi ảm c ư ờ ng đ ộ só ng (d B)
Hình 3.15. Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic trộn PPy dầy 50 μm
Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic chỉ chứa polypyrol đo ở dải tần từ 2,5 GHz đến 3,5 GHz được trình bày tại hình 3.15. Kết quả cho
thấy ở tần số 2,5 GHz cường độ sóng giảm 3,949 dB, tần số 2,7 GHz giảm 3,855 dB, tần số 3 GHz giảm 0,929 dB, tần số 3,2 GHz giảm 3,184 dB và tần số 3,5 GHz giảm 4,297 dB.
-6 -5.5 -5 -4.5 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1
2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5
Tần số (GHz)
Đ ộ g iả m cư ờ n g đ ộ só n g ( d B )
Hình 3.16. Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic trộn PPy/3% clay nanocompozit dầy 50 μm
Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic trộn PPy/3% clay nanocompozit ở dải tần từ 2,5 GHz đến 3,5 GHz được trình bày tại hình 3.16.
Kết quả cho thấy ở tần số 2,5 GHz cường độ sóng giảm 5,318 dB, tần số 2,7 GHz giảm 4,779 dB, tần số 3 GHz giảm 1,882 dB, tần số 3,2 GHz giảm 3,438 dB và tần số 3,5 GHz giảm 5,271 dB.
-15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6
2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
Tần số (GHz)
Đ ộ gi ảm c ư ờ ng độ s ón g (dB )
Hình 3.17. Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic trộn PPy/5% clay nanocompozit dầy 50 μm
Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic trộn PPy/5% clay nanocompozit ở dải tần từ 2,5 GHz đến 3,5 GHz được trình bày tại hình 3.17.
Kết quả cho thấy ở tần số 2,5 GHz cường độ sóng giảm 9,960 dB, tần số 2,7 GHz giảm 10,173 dB, tần số 3,0 GHz giảm 6,685 dB, tần số 3,2 GHz giảm 11,890 dB và tần số 3,5 GHz giảm 13,971 dB.
Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic trộn PPy/7% clay nanocompozit ở dải tần từ 2,5 GHz đến 3,5 GHz được trình bày tại hình 3.18.
Kết quả cho thấy ở tần số 2,5 GHz cường độ sóng giảm 8,088 dB, tần số 2,7 GHz giảm 8,114 dB, tần số 3 GHz giảm 9,200 dB, tần số 3,2 GHz giảm 4,047 dB, tần số 3,5 GHz giảm 6,974 dB.
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3
2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5
Tần số (GHz)
Đ ộ g iả m cư ờ n g đ ộ h ấ p th ụ ( d B )
Hình 3.18. Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic trộn PPy/7% clay nanocompozit dầy 50 μm
-7.5 -7 -6.5 -6 -5.5 -5 -4.5 -4 -3.5 -3
2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5
Tần số (GHz)
Đ ộ gi ảm cư ờ ng đ ộ són g (d B )
Hình 3.19. Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic trộn PPy/10% clay nanocompozit dầy 50 μm
Khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng acrylic trộn PPy/10% clay nanocompozit ở dải tần từ 2,5 GHz đến 3,5 GHz được trình bày tại hình 3.19.
Kết quả cho thấy ở tần số 2,5 GHz cường độ sóng giảm 7,034 dB, tần số 2,7 GHz giảm 6,218 dB, tần số 3 GHz giảm 5,502 dB, tần số 3,2 GHz giảm 7,152 dB, tần số 3,5 GHz giảm 3,396 dB.
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc cường độ sóng điện từ bị hấp thụ vào hàm lượng clay trong nanocompozit chế tạo màng sơn
Tấn số hấp thụ (GHz)
Hàm lƣợng clay trong nanocompozit
0 3 5 7 10
2.5 -3.949 -5.318 -9.960 -8.088 -7.034
2.7 -3.855 -4.779 -10.173 -8.114 -6.218
3 -2.929 -1.882 -6.685 -9.200 -5.502
3.2 -3.184 -3.438 -11.8 -4.047 -7.152
3.5 -4.297 -5.271 -13.971 -6.974 -3.396
-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0
0 2 4 6 8 10
Hàm lượng clay trong nanocompozit (%)
Đ ộ g iả m c ư ờ n g đ ộ h ấ p t h ụ ( d B )
2.5 GHz 2.7 GHz 3 GHz 3.2 GHz 3.5 GHz
Hình 3.20. Sự phụ thuộc cường độ sóng điện từ bị hấp thụ vào hàm lượng clay trong nanocompozit chế tạo màng sơn
Tiến hành so sánh sự phụ thuộc của cường độ sóng điện từ bị hấp thụ vào hàm lượng clay trong nanocompozit chế tạo màng sơn trình bày tại bảng 3.5 và hình 3.20. Kết quả cho thấy màng chứa PPy có độ hấp thụ kém hơn màng chứa clay nanocompozit. Kết quả cũng cho thấy ở các tần số 2,5 GHz, 2,7GHz, 3,2GHz, 3,5GHz thì khả năng hấp thụ sóng điện từ cực đại đều ở tại hàm lượng clay 5% trong nanocompozit tức là với hàm lượng 5% clay trong nanocompozit thì khả năng hấp thụ sóng điện từ là tốt nhất. Điều này là do khi tăng hàm lượng clay sẽ làm tăng khả năng hấp thụ sóng điện từ của màng nanocompozit do khoảng cách giữa 2 lớp mạng tinh thể của clay tăng lên dẫn đến sóng điện từ phản xạ lại giữa hai mặt mạng và bị hấp thụ bởi polypyrol giữa chúng. Nano clay làm tăng diện tích bề mặt màng, làm tán xạ sóng điện từ theo các hướng khác nhau dẫn đến làm tăng khả năng hấp thụ sóng điện từ.
Khi hàm lượng clay quá cao thì chúng bị co cụm lại dẫn đến độ dẫn của nanocompozit giảm, sự phân bố của nanocompozit trên bề mặt lớp phủ kém hơn dẫn đến làm giảm khả năng tán xạ sóng điện từ. Từ các kết quả nghiên cứu trên, luận văn lựa chọn hàm lượng clay trong nanocompozit chế tạo màng sơn là 5% để tiến hành các nghiên cứu tiếp theo.