Published January 1, 2020 | Version v1
Publication Metadata-only

Graphene-ferrites interaction for enhanced EMI shielding effectiveness of hybrid polymer composites

Creators

  • 1. National University of Sciences and Technology
  • 2. University of Peshawar

Description

Abstract Hybrid polymer composites based on poly vinylidene fluoride (PVDF) matrix are fabricated by dispersion of few layered graphene (FLG) and nickel spinal ferrites (NSF) for improving EMI shielding effectiveness. The FLG loading is kept constant at 3 wt% while NSF content is varied from 15–30 wt% in PVDF using solution processing technique. The shielding effectiveness in the frequency domain of 1–12 GHz is enhanced ranging 25 dB–45 dB for PVDF/FLG composite as compared to ∼0 dB for neat PVDF. With addition of NSF up to 15 wt%, the attenuation is increased to 30 dB–53 dB, clearly indicating the effective interaction and network formation of FLG and NSF in PVDF matrix. Moreover, the shielding effectiveness trend is reduced to 12 dB–43 dB as the NSF loading is increased to 30 wt% owing to its agglomeration. Absorption is the dominant phenomena in obtaining the total shielding effectiveness of ∼53 dB for PVDF/FLG-3 wt%NSF-15 wt% hybrid polymer composites. Additionally, the I-V curves provide the electrical conductivity trend while scanning electron microscope (SEM) confirms the network formation in hybrid composite.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم تصنيع مركبات البوليمر الهجين المستندة إلى مصفوفة فلوريد البولي فينيلدين (PVDF) عن طريق تشتيت عدد قليل من طبقات الجرافين (FLG) والحديد النخاعي النيكل (NSF) لتحسين فعالية حماية التشويش الكهرومغناطيسي. يتم الحفاظ على تحميل FLG ثابتًا عند 3 ٪ بالوزن بينما يتراوح محتوى NSF من 15–30 ٪ بالوزن في PVDF باستخدام تقنية معالجة المحلول. تم تحسين فعالية التدريع في نطاق التردد من 1–12 جيجاهرتز تتراوح بين 25 ديسيبل - 45 ديسيبل لمركب PVDF/FLG مقارنة بـ 0 ديسيبل لـ PVDF الأنيق. بالإضافة إلى NSF حتى 15 ٪ بالوزن، يتم زيادة التوهين إلى 30 ديسيبل -53 ديسيبل، مما يشير بوضوح إلى التفاعل الفعال وتشكيل الشبكة لـ FLG و NSF في مصفوفة PVDF. علاوة على ذلك، يتم تقليل اتجاه فعالية التدريع إلى 12 ديسيبل -43 ديسيبل حيث يتم زيادة تحميل NSF إلى 30 ٪ بالوزن بسبب تكتله. الامتصاص هو الظاهرة السائدة في الحصول على فعالية التدريع الإجمالية لـ 53 ديسيبل لـ PVDF/FLG -3 بالوزن٪ NSF -15بالوزن٪ من مركبات البوليمر الهجين. بالإضافة إلى ذلك، توفر منحنيات I - V اتجاه الموصلية الكهربائية أثناء المسح المجهري الإلكتروني (SEM) يؤكد تكوين الشبكة في مركب هجين.

Translated Description (French)

Les composites polymères hybrides abstraits à base de matrice de fluorure de polyvinylidène (PVDF) sont fabriqués par dispersion de quelques couches de graphène (FLG) et de ferrites spinales de nickel (NSF) pour améliorer l'efficacité du blindage EMI. La charge de FLG est maintenue constante à 3 % en poids tandis que la teneur en NSF varie de 15 à 30 % en poids dans le PVDF à l'aide d'une technique de traitement en solution. L'efficacité du blindage dans le domaine de fréquence de 1–12 GHz est améliorée de 25 dB à 45 dB pour le composite PVDF/FLG par rapport à ∼0 dB pour le PVDF pur. Avec l'ajout de NSF jusqu'à 15 % en poids, l'atténuation est augmentée à 30 dB–53 dB, indiquant clairement l'interaction efficace et la formation de réseau de FLG et NSF dans la matrice PVDF. De plus, la tendance de l'efficacité du blindage est réduite à 12 dB-43 dB car la charge NSF est augmentée à 30 % en poids en raison de son agglomération. L'absorption est le phénomène dominant dans l'obtention de l'efficacité totale de blindage d'environ53 dB pour les composites polymères hybrides PVDF/FLG-3 % en poids NSF-15 % en poids. De plus, les courbes I-V fournissent la tendance de la conductivité électrique tandis que le microscope électronique à balayage (MEB) confirme la formation du réseau en composite hybride.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los compuestos de polímeros híbridos basados en la matriz de fluoruro de polivinilideno (PVDF) se fabrican mediante la dispersión de pocas capas de grafeno (FLG) y ferritas espinales de níquel (NSF) para mejorar la eficacia del blindaje EMI. La carga de FLG se mantiene constante al 3% en peso, mientras que el contenido de NSF varía del 15–30% en peso en PVDF utilizando la técnica de procesamiento de la solución. La efectividad de blindaje en el dominio de frecuencia de 1–12 GHz mejora en un rango de 25 dB-45 dB para el compuesto PVDF/FLG en comparación con ~0 dB para el PVDF puro. Con la adición de NSF hasta un 15% en peso, la atenuación aumenta a 30 dB-53 dB, lo que indica claramente la interacción efectiva y la formación de redes de FLG y NSF en la matriz de PVDF. Además, la tendencia de efectividad del blindaje se reduce a 12 dB–43 dB a medida que la carga de NSF aumenta al 30% en peso debido a su aglomeración. La absorción es el fenómeno dominante en la obtención de la eficacia de blindaje total de ~53 dB para los compuestos de polímero híbrido PVDF/FLG-3% en peso NSF-15% en peso. Además, las curvas I-V proporcionan la tendencia de conductividad eléctrica mientras que el microscopio electrónico de barrido (SEM) confirma la formación de la red en material compuesto híbrido.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تفاعل الجرافين والفريت لتعزيز فعالية حماية التشويش الكهرومغناطيسي لمركبات البوليمر الهجين
Translated title (French)
Interaction graphène-ferrites pour une efficacité accrue du blindage EMI des composites polymères hybrides
Translated title (Spanish)
Interacción grafeno-ferritas para mejorar la eficacia del blindaje EMI de los compuestos poliméricos híbridos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2995402988
DOI
10.1088/2053-1591/ab62ed

Is supplement to
https://openalex.org/W4321795992 (Other)
https://openalex.org/W3196929922 (Other)
https://openalex.org/W3149465128 (Other)
https://openalex.org/W3033906315 (Other)
https://openalex.org/W2606452130 (Other)
https://openalex.org/W2377562106 (Other)
https://openalex.org/W2328592354 (Other)
https://openalex.org/W2081887179 (Other)
https://openalex.org/W1888565901 (Other)
https://openalex.org/W1578765583 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1955945183
  • https://openalex.org/W2007703445
  • https://openalex.org/W2070374675
  • https://openalex.org/W2088470292
  • https://openalex.org/W2510292900
  • https://openalex.org/W2559180862
  • https://openalex.org/W2561317759
  • https://openalex.org/W2597803840
  • https://openalex.org/W2608606328
  • https://openalex.org/W2748899773
  • https://openalex.org/W2765535614
  • https://openalex.org/W2897196046
  • https://openalex.org/W2900038229
  • https://openalex.org/W2903734049
  • https://openalex.org/W2908532256
  • https://openalex.org/W2914228194
  • https://openalex.org/W2946678734
  • https://openalex.org/W2949708987
  • https://openalex.org/W2969613635