مطالعه رفتار رئولوژیکی نانوسیال هیبریدی آب – اتیلن گلیکول/نانوآلومینا-نانوگرافن در دماهای پایین

Abstract

نانوسیالات که از توزیع ذرات با ابعاد نانو در سیال پایه حاصل می‌‌شوند، نسل جدیدی از سیالات با پتانسیل بسیار بالا در کاردبرد‌های صنعتی هستند. در این پژوهش، تاثیر دما و غلظت نانوذرات متشکل از نانوذرات آلومینا و نانوصفحات گرافن بر رفتار رئولوژیکی سیال پایه متشکل از آب و اتیلن گلیکول مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین به میزان 2/0 درصد حجمی اولئیک اسید (OA) و 2/0درصد وزنی سدیم دودسیل سولفونات (SDS) به عنوان ماده فعال سطحی برای تثبیت و پراکندگی نانوذرات به سیال پایه اضافه شدند. کسرحجمی نانوذرات 05/0، 1/0، 5/0، 1، 5/1، 2 و 5/2 درصد حجمی و دماهای مورد آزمایش در بازه دمائی 293-263 کلوین انتخاب شد. بررسی مورفولوژی و ریزساختار نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) انجام شد. تشخیص فازهای نانوذرات به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس(XRD) انجام شد. همچنین مساحت ویژه و تخلخل نانوذرات از طریق آنالیز BET تعیین شد. ویسکوزیته نانوسیالات هیبریدی اندازه‌گیری و با سیال پایه مقایسه شد. نتایج نشان داد که خصوصیات رئولوژیکی نانوسیال هیبریدی آب – اتیلن گلیکول / نانو گرافن – نانو آلومینا خصوصاً در دماهای زیر صفر به شدت به دما و غلظت نانوذرات وابسته است. نتایج ویسکوزیته دینامیکی نشان داد که نمونه‌های نانوسیال هیبریدی با کسرهای حجمی جامد کمتر از 5/0% رفتار نیوتنی داشتند، در حالی که نمونه‌های با کسرهای حجمی جامد بالاتر رفتار غیر نیوتنی shear thinning را نشان می‌دهند.