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Nanocompuestos EPOXI/CNTS para su aplicación en tecnologías de apantallamiento electromagnético

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Publication date
2013
Defense date
2013-06-21
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En el presente Proyecto de Fin de Carrera se han preparado materiales compuestos con la incorporación de nanotubos de carbono en una matriz polimérica epoxídica, con el objetivo de evaluar su aplicabilidad como apantallante electromagnético a altas frecuencias. Para ello, se han utilizado dos métodos de dispersión de nanotubos en la matriz: infiltración de la resina en una estructura laminar de nanotubos previamente conformada (buckypaper) y dispersión ultrasónica de alta energía de los nanotubos en la resina antes del curado. A través de estas técnicas se han fabricado materiales compuestos y se ha evaluado su eficiencia de apantallamiento electromagnético. Los resultados obtenidos han sido justificados a partir de las diferencias morfológicas de los nanotubos de carbono, derivadas de cada método de preparación. Posteriormente se incorporaron también nanotubos de carbono decorados con nanopartículas de magnetita, con el objetivo de estudiar una posible sinergia electromagnética al añadir inclusiones magnéticas a los transportadores de carga eléctrica. La eficiencia de apantallamiento electromagnético de este material compuesto fue evaluada y contrastada con los resultados obtenidos previamente para los materiales que solamente contenían nanotubos de carbono. Además de las características de apantallamiento electromagnético, los materiales se caracterizaron complementariamente mediante Microscopía de Transmisión de Electrones (TEM y HR-TEM), Difracción de Rayos X (DRX) y Magnetometría por Vibración de Muestra (VSM). Los resultados mostrados en esta memoria, sugieren que estos materiales podrían ser adecuados como absorbentes electromagnéticos a altas frecuencias. Se han alcanzado valores de apantallamiento de hasta 11dB con espesores específicos inferiores a 1 milímetro, lo que respalda la relevancia de esta línea de investigación.
In this Project epoxy-based composites loaded with carbon nanotubes were prepared, with the aim of evaluating their applicability as electromagnetic shields in the GHz frequency range. For this purpose, two different methods of nanoreinforcement dispersion have been attempted: infiltration of the epoxy within a preformed laminar structure of carbon nanotubes (buckypaper) and direct high-energy ultrasonic dispersion of carbon nanotubes in the uncured matrix. Through these techniques composites were manufactured and their electromagnetic shielding efficiency has been assessed. The results have been justified based on the morphological differences of carbon nanotubes derived from each preparation method. Subsequently magnetite-decorated carbon nanotubes were incorporated by ultrasonic dispersion, in order to study a possible electromagnetic synergy between magnetic inclusions and electric charge carriers. Electromagnetic shielding efficiency of this composite was evaluated and compared with results previously obtained from the materials containing only carbon nanotubes. Besides electromagnetic shielding characteristics, materials were characterized by complementary methods as Transmission Electron Microscopy (TEM and HR-TEM), X-ray diffraction (XRD) and Vibrating Sample Magnetometry by (VSM). The results presented suggest that these materials could be suitable as high frequency electromagnetic absorbers. EMI shielding values have been achieved up to 11 dB with a specific thickness of less than 1mm, supporting the relevance of this line of research.
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Keywords
Materiales compuestos, Nanocompuestos, Nanotecnología, Nanotubos de carbono, Electromagnetismo
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