محاسبه اندازه و مساحت ذرات نانو در تصویر

اختصاصی از کوشا فایل محاسبه اندازه و مساحت ذرات نانو در تصویر دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

محاسبه اندازه و مساحت ذرات نانو در تصویر با استفاده از تکنیک لبه یابی تصویر و الگوریتم محاسبه تعداد در پردازش تصویر

عالی برای مهندسی پزشکی و الکترونیک و...

برای خرید پکیج های ویژه موسسه می توانید به آدرس های زیر مراجعه نمایید.

1. codeamadenmatlab.rozblog.com/shop
2. codeamadematlab.8n8.ir

در صورت سوال با ما تماس بگیرید.

با داشتن این پکیج ها می توانید خود برنامه نویس شوید و کسب درآمد کنید.

پکیج :پردازش تصویر،مهندسی کنترل ؛مهندسی قدرت،مهندسی پزشکی،مهندسی مخابرات،و... هرآنچه شما نیاز دارید تا برنامه نویس حرفه ای شوید.

در صورت سوال با ما تماس بگیرید.

09132399969

09338075778

محمدرضاکیانی

دانلود مقالهISI نوترینوها استریل نور در فیزیک ذرات: وضعیت تجربی

اختصاصی از کوشا فایل دانلود مقالهISI نوترینوها استریل نور در فیزیک ذرات: وضعیت تجربی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

موضوع فارسی : نوترینوها استریل نور در فیزیک ذرات: وضعیت تجربی

موضوع انگلیسی : Light sterile neutrinos in particle physics: Experimental status
 
تعداد صفحه : 5

فرمت فایل :pdf

سال انتشار : 2014

زبان مقاله : انگلیسی

چکیده 

بسیاری از نتایج نوسان نوترینو را می توان با الگوی سه نوترینو توضیح داد. با این حال sev-
ناهنجاری های فدرال در داده نوسان پایه کوتاه، متناظر با یک L / E در حدود 1 متر / مگا الکترون ولت، می تواند
تفسیر با استناد به یک نوترینو چهارم فرضی است. این ایالات جدید از سه جدا
نوترینوها استاندارد تفاوت جرم مربع Δm2
جدید ~ 0.1-1 EV2
و مخلوط کردن زاویه از
sin2
2θee و 0.01 و sin2
2θμe و 0.001، در ناپدید شدن الکترون و ظاهر کانال به ترتیب
نسبتا. این نوترینو، و اغلب استریل نامیده می شود، باعث تداخل مدل استاندارد احساس نکنند ولی مخلوط با
دیگران. این سناریو خواستار فیزیک جدید فراتر از مدل استاندارد می شود یا حکومت
و یا با داده های جدید را تایید کرد. پس از بررسی مختصری از نتایج نوس

کلمات کلیدی: نوسان نوترینو
اختلاط نوترینو
نوترینوها استریل

پایان نامه سنتز و ساخت قطعات از نانو ذرات زیرکونیا و محلولهای جامد آن جهت استفاده در پیلهای سوختی اکسید جامد

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه سنتز و ساخت قطعات از نانو ذرات زیرکونیا و محلولهای جامد آن جهت استفاده در پیلهای سوختی اکسید جامد دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:167

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مواد(سرامیک)

فهرست مطالب:

فصل اول : مقدمه    1
1-1-  مقدمه    2
فصل دوم : مروری برمنابع مطالعاتی    5
2-1-  فناوری نانو    6
2-2- خواص نانوذرات    7
2-3- روشهای تولید نانو ذرات    7
2-4- کاربرد نانو تکنولوژی    8
2-5- نانو کامپوزیت های سرامیکی    10
2-5-1- طبقه بندی نانو کمپوزیت های سرامیکی    10
2-5-2-  خواص و کاربرد نانو کامپوزیتهای سرامیکی    11
2-6- نانو محلولهای جامد سرامیکی    11
2-6-1- محلول جامد از نوع  بین نشینی    11
2-6-2- محلول جامد از نوع جانشینی    11
2-6-2-1- انواع محلول جامد جانشینی    11
2-6-3- خواص مکانیکی محلول های جامد    12
2-6-4- محلولهای جامد فوق اشباع    12
2-7- روشهای سنتز نانو محلول های جامد سرامیکی    12
2-7-1- آلیاژ سازی مکانیکی    12
2-7-2- سل- ژل    13
2-7-3- رسوبی و همرسوبی (رسوبگذاری)    14
2-8-  پیل سوختی چیست؟    15
2-9- تاریخچه پیل سوختی    18
2-10- انواع پیل های سوختی    19
2-10-1- پیل سوختی اسید فسفریک  (PAFC)    19
2-10-2- پیل سوختی قلیایی (AFC)    20
2-10-3- پیل سوختی کربنات  مذاب (MCFC)    20
2-10-4- پیل  سوختی الکترولیت پلیمر یا غشای مبادله کننده پروتون(PEFC)    21
2-10-5- پیل  سوختی  اکسید جامد (SOFC)    22
2-10-5-1- تاریخچه پیل ‌سوختی اکسید جامد (SOFC)    22
2-10-5-2- وظیفه صفحات الکترود متخلخل در پیل ‌سوختی اکسید جامد شامل موارد زیر است    24
2-10-5-3- روابط و واکنشهای موجود در یک پیل سوختی اکسید جامد    24
2-10-5-4- نیروی الکتروموتیو (EMF) و معادله  نرنست برای پیل های سوختی اکسید جامد    25
2-10-5-5- پتانسیل الکتروشیمیایی و رسانایی یونی در پیل های سوختی اکسید جامد    26
2-10-5-6- محاسبه رسانایی الکتریکی و مقاومت الکتریکی برای پیل های سوختی اکسید جامد    26
2-10-5-7-  جزئیات عملکرد پیل های سوختی اکسید جامد    26
2-11-  مقایسه کلی بین پیل های سوختی از نظر دمای کارکرد و  بازده و توان تولیدی    29
2-12- مزایا و معایب پیل های سوختی    30
2-13- موانع پیش روی استفاده از پیل های سوختی    31
2-14-  کاربرد های  پیل سوختی    32
2-15- زیرکونیا    33
2-15-1- خواص  فیزیکی، مکانیکی، و شیمیائی زیرکونیا    33
2-15-2- پلی مورف های زیرکونیا    34
2-15-2-1-  فاز مونوکلینیک زیرکونیا    34
2-15-2-2- فاز تتراگونال زیرکونیا    35
2-15-2-3- فاز مکعبی زیرکونیا    35
2-15-3- کاربرد های زیرکونیا    35
2-15-3-1- کاربرد های مبتنی بر خواص الکتریکی زیرکنیا    36
2-15-3-2- کاربرد های مبنی بر دیرگدازی زیرکونیا    36
2-15-3-3- کاربرد های مبتنی بر خواص مکانیکی    37
2-16- مقدمه ای برآند پیل سوختی اکسید جامد    37
2-17- ناحیه سه فازی درآند    38
2-18-  انواع مواد آندی    39
2-18-1-  سرمتYSZ  –Ni    39
2-18-2- فلورایت ها    41
2-18-3- مواد آندی پروسکایت    44
2-18-4- مواد آندی تنگستن برنز    48
2-18-5- مواد آندی پیروکلر    49
2-18-6- مواد آندی سولفور آزاد    50
2-19- توسعه سینتیک و مکانیسم واکنش و مدل آند ها    51
2-20- توسعه تکنولوژی های ارزان قیمت برای تولید و ساخت آند    55
فصل سوم : فعالیت های آزمایشگاهی    58
3-1- مواد اولیه مورد استفاده    59
3-2- روش کار    60
3-2-1- مراحل سنتز پودر (AZ)    60
3-2-1-1- مرحله اول: اختلاط مواد اولیه    61
3-2-1-2- رفلاکس سیستم    61
3-2-1-3- مرحله سوم: سانتریفیوژ محلول    62
3-2-1-4- مرحله ی چهارم : شستشو رسوب بدست آمده    62
3-2-1-5- مرحله پنجم: خشک کردن و عملیات حرارتی اولیه    62
3-2-2- سنتز پودر AZN))    62
3-2-3- سنتز پودر (AZNC)    63
3-3- تهیه و ساخت آند پیل سوختی اکسید جامد    64
3-3-1- روش خشک    65
3-3-1-1- تخلخل زای: PVA (پلی ونیل استات)    65
3-3-1-2- تخلخل زای: T.P.P (تری فنیل فسفین)    67
3-3-1-3- تخلخل زای :خاک اره    68
3-3-1-4- تخلخل زای:CMC  (کربوکسی متیل سلولز)    69
3-3-1-5- تخلخل زای: نمک طعام  (NaCl )    70
3-3-1-6- تخلخل زای:  شکر    70
3-3-1-7- تخلخل زای: اوره Urea    71
3-3-1-8- تخلخل زای:PEG  (پلی اتیلن گلیکول)    72
3-3-1-9- تخلخل زای :MC  (متیل سلولز)    73
3-3-1-10- تخلخل زای: مخلوط PVA و T.P.P    74
3-3-1-11- تخلخل زای : مخلوط T.P.P وMC    75
3-3-1-12- تخلخل زای: اختلاط  PVAو  PEG    75
3-3-1-13- تخلخل زای: PEG وMC    76
3-3-1-14- تخلخل زای: PEG وT.P.P    76
3-3-1-15- تخلخل زای: PVA، PEG، MC    77
3-3-1-16- تخلخل زا ی : PVA،PEG ، T.P.P    77
3-3-2- روش تر    78
3-3-2-1- تخلخل زای: PVA (پلی ونیل استات)    78
3-3-2-2- تخلخل زای : T.P.P (تری فنیل فسفین)    80
3-3-2-3- تخلخل زای:  MC(متیل سلولز)    82
3-3-2-4- تخلخل زا:PEG  (پلی اتیلن گلیکول)    83
3-3-3- ساخت آند نهایی توسط PEG    85
3-4- اندازه گیری چگالی قطعات ساخته شده    87
3-4-1- دانسیته ارشمیدسی    87
3-4-2-  دانسیته معمولی    87
3-5- تجهیزات مورد استفاده    88
3-5-1- آنالیز براش اشعه ایکس (XRD)    88
3-5-2- آنالیز طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR)    88
3-5-3- آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز (EDX)    88
3-5-4- آنالیز UV-vis    88
3-5-5- آنالیزمیکروسکوپ الکترونی عبوری TEM    88
فصل چهارم : نتایج و بحث    90
4-1- بررسی خواص فیزیکی وشیمیایی پودرسنتزشده    91
4-1-1- بررسی نتایج حاصل ازآنالیزتفرق اشعه ی ایکس    91
4-1-1-1- نمونهAZ    91
4-1-1-2- نمونه : AZN    96
4-1-1-3- نمونه AZNC    97
4-1-2- ارزیابی تثبیت فازی در نمونه های تهیه شده، با استفاده از آنالیز پراش اشعه ی ایکس    98
4-1-2-1- نمونه AZ    99
4-1-2-2-  نمونه AZN    99
4-1-2-3-  نمونه AZNC    100
4-1-2- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز    101
4-1-2-1- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمزنمونه AZ    101
4-1-2-2- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز نمونه AZN    103
4-1-2-3- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز نمونه AZNC    104
4-1-3- نتایج حاصل از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشیSEM  و عبوری TEM    105
4-1-3-1- نتایج آنالیز SEM  برای نمونه AZ    106
4-1-3-2-  نتایج آنالیز  TEMبرای نمونه AZ    108
4-1-3-3- نتایج آنالیز  SEMبرای نمونه  AZN    109
4-1-3-4- نتایج آنالیز  TEMبرای نمونه AZN    111
4-1-3-5- نتایج آنالیز  SEM برای نمونه AZNC    112
4-1-3-6- نتایج آنالیز  TEMبرای نمونهAZNC    114
4-1-4- نتایج حاصل از تست EDX    115
4-1-4-1- نتایج حاصل از تست EDX برای نمونه AZ    115
4-1-4-2- نتایج حاصل از تست EDX برای نمونهAZN    116
4-1-4-3- نتایج حاصل از تست  EDXبرای نمونه AZNC    116
4-1-5- نتایج حاصل از تست UV-vis    117
4-1-5-1- نتایج حاصل از تست UV-vis برای نمونه AZ    117
4-1-5-2- نتایج حاصل از تست UV-vis برای نمونه AZN    118
4-1-5-3- نتایج حاصل از تست UV-vis برای نمونه AZNC    119
4-1-6-  نتایج حاصل از قطعات ساخته شده به روش اختلاط خشک    121
4-1-6-1- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای PVA    121
4-1-6-2- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای T.P.P    121
4-1-6-3- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با خاک اره    121
4-1-6-4- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با CMC    121
4-1-6-5- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با نمک طعام    121
4-1-6-6- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با شکر    121
4-1-6-7- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با اوره    122
4-1-6-8- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PEG    122
4-1-6-9- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با MC    122
4-1-6-10- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PVA و T.P.P    122
4-1-6-11- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با MC و T.P.P    122
4-1-6-12- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با  PVA و PEG    122
4-1-6-13- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با  PEGوMC    122
4-1-6-14- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PEG  و T.P.P    123
4-1-6-15- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با  PEGو PVA و MC    123
4-1-6-15- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با  PEGو PVA و T.P.P    123
4-1-7-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زا ها با حلال برای تهیه یک تخلخل زای مناسب    123
4-1-7-1-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای  PVA و حلال    123
4-1-7-2-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای  T.P.P و حلال    124
4-1-7-3-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای  MCو حلال    124
4-1-7-4-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای  PEGو حلال    124
4-1-8-  نتایج حاصل از قطعات ساخته شده به روش اختلاط تر    125
4-1-8-1- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای PVA   به روش اختلاط تر    125
4-1-8-2- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای T.P.P به روش اختلاط تر    125
4-1-8-3- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای MC  به روش اختلاط تر    125
4-1-8-4- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای PEG  به روش اختلاط تر    125
4-9-1- نتایج حاصل از دانسیته ارشمیدسی برای قطعات    126
4-10-1- نتایج حاصل از دانسیته معمولی برای قطعات    127
فصل پنجم : نتیجه گیری وپیشنهادات    128
5-1- نتیجه گیری نهایی    129
5-2-  پیشنهادات    130
مراجع    131


فهرست جداول
جدول 2-1 : مقایسه کلی انواع پیل های سوختی رانشان می دهد…………………………………..    30
جدول 3-1:مواد مصرفی برای سنتز پودر…………..……………………………………………………….    59
جدول 3-2:مقادیر افزودنPVA به AZ به روش خشک…………..………………………..………….    66
جدول 3-3:مقادیر افزودن T.P.P به AZ به روش خشک…………..………………………………….    68
جدول 3-4:مقادیر افزودن خاک اره به AZ …………..………………………..………………………….    69
جدول3-5: مقادیر افزودن …………….……..………………………………..……………………… CMC     69
جدول 3-6:میزان افزودن  نمک طعام به …………..………….…………………………..………… AZ    70
جدول3-7:میزان افزودن  شکر به ………………………………..…..………………………………….AZ    71
جدول3-8:میزان افزودن اوره به ……………………….…………….………………………………….AZ    72
جدول3-9:میزان افزودنPEGبه ……………………………………..………………………………….AZ    73
جدول3-10: میزان افزودن  MCبه …………..……………………………..………………………….AZ    74
جدول3-11: میزان افزودن  PVAو T.P.Pبه …………..………………………..………………….AZ    74
جدول3-12: میزان افزودن MC وT.P.P به …………..……………………………..……………….AZ    75
جدول3-13:میزان افزودن PVA و PEGبه …………..……………………………………………….AZ    85
جدول 3-14: میزان افزودنPEG  و  MCبه …………..………………….………………………….AZ    76
جدول 3-15: میزان افزودن PEG و T.P.Pبه …………..…………………..……………………….AZ    76
جدول 3-16:  میزان افزودن  PVAوPEG وMC به  …………..………………………………….AZ    77
جدول 3-17: میزان افزودن PVA ,PEG, T.P.P به …………..………………………………….AZ    77
جدول 3-18: میزان افزودنPVA  به AZ به روش تر…………..………….………………………….    79
جدول3-19: زمانهای و دماهای اختلاط  PVA با آب مقطر.……..………………………………….    79
جدول3-20: زمانها و دماهای اختلاط T.P.P با اتانول…………..……………………………….…….    81
جدول 3-21: ترکیب مقادیر مختلف T.P.P و AZ  بصورت تر…………..………………………….    82
جدول3-22: مقادیر، دماها و زمانهای اختلاط MC با آب مقطر…..………………………………….    82
جدول 3-23: مقادیر اختلاطMC  و …………..……………………………………………………….AZ    83
جدول3-24:مقادیر دماها و زمانهای حل شدن  PEGدر آب.…..…………………………………….    83
جدول3-25: مقادیر افزودن PEG به AZ به روش تر…………..……………..……………………….    84
جدول 3-26: اندازه و شرایط نهایی قطعات ساخته شده…………...………………………………….    85
جدول 3-27: علائم اختصاری برای نمونه های تهیه شده در مراحل مختلف…………………….    89
جدول 4-1: میانگین اندازه بلورک برای نمونه AZ از دمای 500 تا 1400 درجه سانتیگراد………….    95
جدول 4-2: میانگین اندازه بلورک برای نمونه AZN از دمای 500 تا 1400 درجه سانتیگراد..    97
جدول 4-3: میانگین اندازه بلورک برای نمونه AZNC از دمای 500 تا 1400 درجه سانتیگراد………….    98
جدول4-4: درصد وزنی و مقدار مول عناصر نمونه ……………………………………………….AZ    115
جدول4-5: درصدوزنی ومقدارمول عناصرنمونه …………..…..……………………………….AZN    116
جدول4-6: درصد عناصر و مقدار مول نمونه …………..…….……………………………….AZNC    117
جدول4-7: مقادیر چگالی قطعات به روش ارشمیدسی……………..………………………………….    126
جدول 4-8: اندازه گیری دانسیته قطعات به روش محاسبه ای…………..……………………………    127



فهرست اشکال
شکل2-1: شماتیک از ابعاد ماده از1 متر تا1 نانومتر…………………………..………..………………………………….    6
شکل2-2: طبقه بندی نانوکامپوزیت های  پایه سرامیکی……………………………..………………………………….    10
شکل2-3: شماتیک فرایند سل-ژل برای تولید نانو مواد…………..……………….…………………………………….    13
شکل2-4: شماتیک فرآیند استوالد……………………….....………………………………………………………………….    14
شکل2-5: مکانیسم تشکیل همگن ذرات در محلول…………..…………………….…………………………………….    15
شکل 2-6: شمای کلی یک پیل سوختی…………..…………………………………………….…………………………….    16
شکل2-7: نمای کلی یک پیل‌سوختی به همراه گازهای واکنش دهنده و تولید شده و مسیر حرکت یونها…………    16
شکل2-8:  شماتیک طرز کار پیل سوختی…………………………………………….…..………………………………….    17
شکل2-9: شماتیک اولین پیل سوختی ساخته شده توسط سر ویلیام گرو…………..…………………..………….    19
شکل2-10: واکنشهای انجام شده درپیل سوختی اسیدفسفریک…………..…………………..……………………….    20
شکل2-11: واکنشهای انجام شده در پیل سوختی قلیایی…………..…………………………………………………….    20
شکل2-12: واکنش های انجام شده درپیل سوختی کربنات مذاب…………..…………………….………………….    21
شکل2-13: واکنش های انجام شده در پیل سوختی پلیمری…………..……………………….……………………….    21
شکل 2-14: نمای کلی یک پیل سوختی اکسید جامد…………..………………………..……………………………….    23
شکل2-15: واکنش های انجام شده در پیل سوختی اکسید جامد…………..………………………………………….    23
شکل 4-16 : شماتیک آند و کاتد و الکترولیت و ورودی و خروجی یک پیل سوختی اکسید جامد..……...    24
شکل2-17: شماتیک  نحوه عملکرد یک پیل سوختی اکسید جامد…………..……………………………………….    27
شکل2-18: شماتیک یک منحنی قطبش ایده آل…………..…………………….………………………………………….    28
شکل2-19: ساختار فاز مونوکلینیک ………………………………………………..………………………………….ZrO2    34
شکل2-20: ساختار فاز تتراگونال …………………………………………………...………………………………….ZrO2    35
شکل2-21: ساختار فاز کیوبیک ……………………………………………………..………………………………….ZrO2    35
شکل2-22: شماتیک ناحیه سه فازی…………..…………………………………………………..………………………….    39
شکل2-23: ساختارفلورایت مکعبی ایده آل………………………………………………………………………………….    42
شکل2-24 :سلول واحد ساختار پروسکایت …………..………………………………………………………….ABO3    44
شکل2-25 : ساختار تنگستن برنز…………………………………………………………..………………………………….    49
شکل2-26 : ساختار A2B2O7 پیروکلر…………..…………………………………………..……………………………….    50
شکل2-27: شماتیکی از واکنشهای محتمل برای اکسایش H2 در حضور، آند-الکترولیت………………….….    53
شکل2-28: شماتیکی از مکانیسم جذب سطحی در آندهای …………..………………………………….Ni/YSZ    53
شکل 3-1: فلوچارت کلی روش کار…………………………………………………..…..………………………………….    60
شکل 3-2: فلوچارت تهیه ی پودر (AZ). …………..……………………………………………………………………….    61
عکس 3-3 : فلوچارت آماده سازی و سنتز پودر…………..……………………………………………………….AZN    63
فلوچارت 3-4: مراحل آماده سازی پودر…………..……………………………………………..……………….AZNC    64
فلوچارت 3-5: روش کلی ساخت آند…………..…………………………………………………..……………………….    65
فلوچارت 3-5:مرحله اختلاف مواد اولیه………………………………………………….………………………………….    65
شکل 3-6: فلوچارت عملیات حرارتی نمونه حاضر شده به روش اختلاط خشک…………....……….……….    67
شکل3-7: فلوچارت عملیات حرارتی نمونه های حاضر شده به روش اختلاط تر………………………………..    80
شکل3-8: فلوچارت جزئیات روش تر…………..…………………………………………………………………………….    84
تصویر3-9: قطعات نهایی ساخته شده…………..……………………………………………………….…………………….    86
تصویر3-10: قطعات نهایی ساخته شده…………………………………………………….………………………………….    86
تصویر3-11: قالب نهایی ساخت قطعات…………..………………………………………………………………………….    86
شکل4-1: الگوی پراش اشعه ایکس پودر AZدر دمای500 درجه سانتیگراد…………………….………………….    91
شکل4-2: الگوی پراش اشعه ی ایکس برای پودر AZ در 800 درجه سانتیگراد…………………………….……    92
شکل 4-3: الگوی پراش اشعه ایکس برای پودر AZ در دمای 1000 درجه سانتیگراد…………………………..    93
شکل 4-4: الگوی پراش اشعه ایکس برای پودر AZ در دمای 1200 درجه سانتیگراد…………………………..    93
شکل 4-5 : الگوی پراش اشعه ایکس برای پودر AZ در دمای 1400 درجه سانتیگراد….……………………..    94
شکل4-6: مقایسه ی الگوهای پراش اشعه ی ایکس برای پودر AZ از دمای 500 تا 1400 درجه سانتیگراد……………….    95
شکل4-7: مقایسه ی الگوهای پراش اشعه ی ایکس برای پودر AZN از دمای 500 تا 1400 درجه سانتیگراد…………….    96
شکل 4-8 : آنالیز پراش اشعه ی ایکس برای پودر AZNC از دمای 500 تا 1400 درجه سانتیگراد…….….    97
شکل 4-9: الف) نمونهAZ  عملیات حرارتی شده در 1400 درجه ی سانتیگراد ، ب) نمونه  AZسرد شده تا دمای محیط…..……    99
شکل 4-10: الف) نمونه AZN عملیات حرارتی شده در 1400، ب) نمونه AZN سرد شده تا دمای محیط…..…………    100
شکل 4-11:الف) نمونه AZNC عملیات حرارتی شده در 1400 ،ب) نمونه AZNC سرد شده تا دمای محیط……..….    100
شکل 4-12: آنالیز FTIR برای نمونه AZ در دمای الف) دمای محیط (بدون عملیات حرارتی)، ب)1200درجه سانتیگرا…………    102
شکل 4-13: آنالیز FTIR برای نمونه AZN دردمای الف) دمای محیط(بدون عملیات حرارتی)، ب)1200 سانتیگراد…..    103
شکل 4-14: آنالیز FTIRبرای نمونه  AZNCدر دمای الف) بعد از خشک،  ب) 1200درجه سانتیگراد.....    104
تصویر4-15: تصویر SEM از سطح شکست قطعه AZ در دمای500 درجه سانتی گراد، وبزرگنمایی………    106
شکل 4-16 : تصویر SEM از سطح شکست قطعه AZ در دمای1200درجه سانتی گراد و بزرگنمایی…….    107
شکل4-17: تصویر SEM از پودر  AZدر دمای 500 درجه سانتی گراد و بزرگنمایی15000………………….    108
شکل4-18: تصویر  TEMبرای محلول جامد  AZدر دمای500 درجه سانتی گراد……………….……………...    108
تصویر4-19: تصویر SEM از سطح شکست قطعه AZN در دمای500 و بزرگنمایی……………………….…..    109
شکل 4-20 : تصویر SEM از سطح شکست قطعه AZN در دمای1200 و بزرگنمایی…………………….……    110
شکل4-21: تصویر SEM پودرAZN در دمای500 درجه سانتی گراد و بزرگنمایی15000………………..…..    111
شکل4-22: تصویر  TEMبرای محلول جامد AZN در دمای500 درجه سانتی گراد……………....…………..    111
شکل4-23: تصویر SEM سطح شکست قطعه AZNC در دمای 500 و بزرگنمایی……………………………..    112
شکل 4-24 : تصویر SEM از سطح شکست قطعه AZNC در دمای1200درجه سانتی گراد و بزرگنمایی………………    113
شکل4-25: تصویر SEM پودرAZNC در دمای500 درجه سانتی گراد و بزرگنمایی15000……….…..……    114
شکل4-26: تصویر  TEMبرای محلول جامد AZN در دمای500 درجه سانتی گراد…………….……..……….    114
شکل4-27: آنالیز UV-vis برای نمونه AZ در دماهای الف) بعد از سنتز ب)1200 ج)1400درجه سانتی گراد………….    118
شکل4-28: آنالیز UV-Vis برای نمونه AZN در دماهای الف) بعد از سنتز ب)1200 ج)1400درجه سانتی گراد………    119
شکل4-29: آنالیز UV-vis برای نمونه AZNC در دماهای الف) بعد از سنتز ب)1200 ج)1400درجه سانتی گراد…….    120

چکیده:
نانومحلول های  جامد Al/ZrO2 وAl -Ni/ZrO2  و Al-Ni-Cu/ZrO2 به روش سنتز هم رسوبی با استفاده از هیدرولیز نمک های زیرکونیوم، آلومینیوم، نیکل و مس در اتانول آماده سازی شدند. محلول های جامد تهیه شده دردماهای مختلف و تحت اتمسفر هوا عملیات حرارتی شدند.و نقش عملیات حرارتی در تثبیت فاز مونوکلینیک در دماهای مختلف توسط XRD بررسی شد. خواص فیزیکی و شیمیایی نانومحلول های جامد تهیه شده توسط آنالیزهای FTIR ,UV-vis ,TEM ,SEM و EDX مورد بررسی قرارگرفت. باتوجه به نتایج آنالیز XRDتثبیت فازمونوکلینیک در محلول جامد صورت گرفته و نتایج SEM مورفولوژی کروی و یکنواختی اندازه ذرات رابرای نمونه های تهیه شده نشان می دهند. پودر های تهیه شده به منظور تولید مواد پایه آند پیل سوختی اکسید جامد، به روش تر و باتخلخل زای پلی اتیلن گلیکول مخلوط شده و توسط پرس هیدرولیک یکطرفه شکل دهی شدند و استحکام و دانسیته در آنها به مقدار بهینه رسید. دانسیته نسبی برای بهترین نمونه مقدار062/3 گرم برسانتی متر مکعب بدست آمد و تخلخل نمونه ها در حدود40-50 درصد محاسبه شد.

کلید واژه : نانو محلول جامد- پیل سوختی اکسید جامد- زیرکونیا – آند

فصل اول
مقدمه

1-1-  مقدمه
     انرژی از دیر باز به عنوان موتور محرک جوامع بشری شناخته شده است و با پیشرفت بشر بر اهمیت و تأثیر گذاری آن در زندگی بشر افزوده شده است. بر این اساس هیدروژن به عنوان یکی از سوختهای پاک یکی از بهترین گزینه ها جهت ایفای نقش حامل انرژی در این سیستم جدید ارائه انرژی می  باشد ]1[. بشردرآینده ای نه چندان دورعصر هیدروژن راتجربه خواهدکرد]1و2[. عمل تبدیل انرژی شیمیایی موجود در هیدروژن به انرژی الکتریکی توسط دستگاهی به نام پیل سوختی انجام می پذیرد]3[. پیل های سوختی در کاهش آلودگی محیط زیست نقش به سزایی را ایفا می کنند و به خاطر عدم به کارگیری قطعات  مکانیکی زیاد ایجاد آلودگی صوتی نیز نمی نمایند]3[. پیل های سوختی به عنوان یک منبع بسیار ایده آل انرژی برای استفاده های ساکن وغیر ساکن ، نظیر حمل ونقل و نیرو گاه ها می باشند .در این بین پیل های سوختی اکسید جامد (SOFCs) بدلیل مزایایی نظیر قیمت ارزانترمواد مورد استفاده درآنها، حساسیت کمتر به ناخالصی های گاز هیدروژن وکارایی بسیار بالاتر یکی از جذاب ترین انواع پیل های سوختی می باشد. این پیل های سوختی به دلیل اینکه هیدروژن ورودی به آنها نیاز به هیچ گونه تغییر و خالص سازی اولیه  ندارد، به شدت از نظر قیمت نسبت به سایر پیل های سوختی ارزان تر می باشند]4[. پیل های سوختی اکسید جامد از سه بخش آند و کاتد و الکترولیت تشکیل شده اند. اساس عملکرد یک پیل سوختی اکسید جامد شامل احیای یک اکسنده (O2) درکاتد و اکسایش یک سوخت (H2) در آند می باشد. در این پیل ها نیاز به یک الکترولیت هادی یون اکسیژن و پروتون، برای واکنشهای الکتروشیمیایی اکسایش و کاهش اکسیژن و هیدروژن، انجام شده درالکترودها می باشد]5[.
     امروزه در پیل های سوختی اکسید جامد بطور گسترده از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می شود. هیدروژن از منابع مختلف مانند: گازطبیعی، گازهای سنتزی حاصل از تبخیر منابع کربنی و زغال وغیره بدست می آید. هیدروکربنها نیز بطور گسترده به عنوان سوخت این پیل ها رواج پیداکرده اند. سوختهای هیدروکربنی معمولا در دماهای بالای عملکرد پیل سوختی اکسید جامد ناپایدارند و برروی آند به هیدروژن و کربن تبدیل می شوند. سوختهای هیدروکربنی بطور معمول مقدارکمی سولفوربه همراه دارند. کربن حاصل از تجزیه هیدروکربنها و سولفور موجود درآنها مشکلاتی برای عملکردپیل  ایجاد می کنند. برای جلوگیری از نشست کربن در سطح آند معمولا مقداری بخاراضافه به همراه گاز استفاده می شود و همچنین تغیراتی نیز در ترکیبات موادآندداده میشود. برای جلوگیری از سمی شدن پیل توسط سولفور معمولا سوخت را سولفور زدایی می کنند]5[.
     در سالهای اخیر تحقیقات گسترده ای بر روی مواد، کاتالیزورها، علوم سطح و خواص الکتروشیمیایی آندها انجام شده است] 4[. آندهای مورد استفاده در پیل های سوختی اکسید جامد از مواد و تنوع وگستردگی فراوانی برخوردارند. و از روشهای ساخت و سنتزمختلفی برای سنتزپودر و ساخت این آندها استفاده می شود. دوویژگی برجسته آند این پیل ها برای انتخاب ماده مناسب برای آند برای کارکردمناسب، الف)رسانایی یونی، ب)رسانایی الکترونی می باشد. زیرکونیا به عنوان یک ماده که به طور ذاتی دارای نقص جای خالی در ساختارمی باشد، یکی ازبهترین گزینه ها برای استفاده درآند این پیل ها می باشد.
     در این تحقیق از سنتز هم رسوبی برای تهیه محلولهای جامد استفاده شد. این روش بدلیل تولید ترکیباتی همگن و با خلوص بسیار بالا ، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار بوده و علاوه بر آن کنترل اندازه دانه نیز در این روش بسیار آسان است]12[. هنگامی که زیرکونیا در دماهای پایین به روش هم رسوبی سنتز می شود امکان پایداری فاز تتراگونال به PH و هیدرولیز کننده مورد استفاد،وابسته می شود. در این تحقیق به روش سنتز همرسوبی، 3 محلول جامد، الف)Al-Zr، ب)Al-Zr-Ni،
ج)Al-Zr-Ni-Cu تهیه و آماده سازی شد. این محلول های جامد به عنوان مواد جدید برای استفاده در آند پیل های اکسید جامد طراحی و آماده شدند. ارزان بودن، غیرسمی بودن، سنتزآسان، تکرارپذیری تولید از جمله مزایای این مواد است. یکی از موارد مهم برای تولید و ساخت آندها در پیل سوختی اکسیدجامد، متخلخل بودن این آندها می باشد. این آندها باید دارای تخلخل با اندازه و توزیع یکنواخت باشند. که به این منظور از موادی مانند کربن و مواد دیگری برای متخلخل سازی استفاده می کنند]13[. دراین تحقیق برای متخلخل سازی آند چند نوع مختلف تخلخل زای، ارزان  قیمت و مناسب در آند استفاده شد. که نهایتا منجر به به استفاده از  PEGبه عنوان تخلخل ساز مناسب شد.پس از سنتز و تهیه محلول های جامد، موادحاصل ابتدا در دمای 500 درجه سانتیگراد عملیات حرارتی شدند و سپس برای تعیین تثبیت فازی و زینترینگ نهایی در دماهای800 و1000 و1200 و1400 درجه سانتی گراد عملیات حرارتی شدند.پس ازآن پودرهای حاصل با دو روش تر و خشک با چند نوع تخلخل زا ترکیب و با روش پرس هیدرولیک یکطرفه شکل دهی شده و عملیات حرارتی نهایی در1400 درجه سانتیگراد بر روی آنها صورت گرفت. قطعات آندی که دارای تخلخل مناسب و توزیع و اندازه تخلخل یکنواخت و استحکام کافی بودند، انتخاب شده و چگالی آنها به روش ارشمیدس اندازه گیری شد.
     در فصل دوم این پایانامه مفاهیمی در مورد نانو فناوری و نانو محلول جامدها ارائه گردیده است. در ادامه مفاهیم کلی و واکنشهای انجام شده در انواع پیل های سوختی شرح داده شده است.
سپس مفاهیم کلی و عمومی در موردآندهای پیل سوختی اکسید جامد، روشهای ساخت و مواد بکار برده شده در آنها، مورد بحث و بررسی قرارگرفته است. درفصل سوم ابتدا به مواد مورد استفاده در این پروژه پرداخته شده است. در ادامه روشهای انجام آزمایش(مواد و تجهیزات)ارائه داده شده و در بخش آخر دستگاهها و لوازم مورد استفاده جهت بررسی و خواص نمونه ها تشریح گردید. درفصل چهارم نتایج حاصل از آزمایشات و بحث های مربوطه ارائه گردیده است. فصل پنجم نتیجه گیری  کلی از این تحقیق رابیان می کند.

پایان نامه سنتز نانوکامپوزیت سیلیکا آئروژل/نانو ذرات فریت کبالت و بررسی ویژگی های مغناطیسی آن

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه سنتز نانوکامپوزیت سیلیکا آئروژل/نانو ذرات فریت کبالت و بررسی ویژگی های مغناطیسی آن دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:102

پایان نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته فیزیک حالت جامد

فهرست مطالب:
عنوان                                                                                                                   صفحه
فصل اول – مفاهیم اولیه
مقدمه    2
1-1 شاخههای فناوری نانو    2
1-2 روشهای ساخت نانوساختارها    3
1-3 کاربردهای نانوساختارها    4
1-4 مواد نانومتخلخل    5
1-5 کامپوزیت‌ها    10
1-5-1 کامپوزیت یا مواد چندسازه    10
1-5-2 ویژگی‌های مواد کامپوزیتی    11
1-5-3 مواد زمینه کامپوزیت    11
1-5-4 تقویتکننده‌ها    12
1-5-5 نانوکامپوزیت    12
1-6 خلاصه    13
فصل دوم - آئروژلها و مروری بر خواص مغناطیسی
2-1 تاریخچه    15
2-2 شیمی سطح آئروژل    16
2-3 تئوری فیزیکی    19
2-4 خاصیت مغناطیسی مواد    19
2-4-1 منشأ خاصیت مغناطیسی مواد    19
2-4-2 فازهای مغناطیسی    20
2-4-2-1 مواد دیامغناطیس    20
2-4-2-2 مواد پارامغناطیس    21
2-4-2-3 مواد فرومغناطیس    21
2-4-2-4 مواد پادفرومغناطیس    22
2-4-2-5 مواد فریمغناطیس    23
2-4-5 حلقه پسماند    24
2-5 فریت    27
2-6 خلاصه    27
فصل سوم - ساخت آئروژل و کاربردهای آن
مقدمه    29
3-1 سنتز آئروژل با فرآیند سل-ژل    29
3-2 شکل‌گیری ژل خیس    32
3-3 خشک کردن آلکوژل    33
3-3-1 فرآیند‌های خشککردن در شرایط محیط    34
3-3-2 خشک¬کردن انجمادی    35
3-3-3 خشک کردن فوق بحرانی    35
3-3-4 مقایسه روش‌ها    38
3-4 مروری بر کارهای انجام شده    39
3-5 برخی از کاربردهای آئروژل    43
3-5-1 آئروژل‌ها به عنوان کامپوزیت    43
3-5-2 آئروژل‌ها به عنوان جاذب    44
3-5-3 آئروژل‌ها به عنوان حسگر    44
3-5-4 آئروژل به عنوان مواد با ثابت دی الکتریک پایین    45
3-5-5 آئروژل به عنوان کاتالیزور    45
3-5-6 آئروژل به عنوان ذخیره سازی    45
3-5-7 آئروژل‌ها به عنوان قالب    46
3-5-8 آئروژل به عنوان عایق گرما    46
3-5-9 آئروژل‌ها در کاربرد فضایی    47
3-6 خلاصه    47
فصل چهارم - سنتز و بررسی ویژگی‌های نانوکامپوزیت سیلیکا آئروژل/نانوذرات فریت کبالت
مقدمه    49
4-1 مواد مورد استفاده در پژوهش    50
4-2 روش تجربی و جزئیات    51
4-3 تجزیه و تحلیل    54
4-3-1 بررسی مورفولوژی سطح    54
4-3-2 مطالعه نانو ساختاری نانوکامپوزیت 2/ SiO4O2CoFe به کمک روش XRD    56
4-3-3 بررسی خواص شیمیایی نانوکامپوزیت 2/ SiO4O2CoFe به کمک روش FT-IR    63
4-3-5 تصویربرداری TEM    66
4-3-6 بررسی آنالیز BET    67
4-3-7 بررسی رفتار مغناطیسی با دستگاه VSM    72
4-4 خلاصه    77
نتیجه‌گیری    78
پیشنهادات    81
مراجع    82


فهرست تصاویر
عنوان                                                                                                                                                                           صفحه
فصل اول – مفاهیم اولیه
1-1. انواع سیلیکا براساس اندازه حفره: الف) ماکرو متخلخل، ب) مزو متخلخل، ج) میکرو متخلخل    7
1-2. نوع تخلخل‌ها بر اساس شکل و موقعیت    7
1-3. نمایشی از انواع مختلف تقویت کننده‌ها در کامپوزیت    12

فصل دوم - آئروژل¬ها و مروری بر خواص مغناطیسی
2-1. 1برهمکنش آب و ساختار آئروژل، الف) آئروژل آب¬گریز، ب) آئروژل آب‌دوست    18
2-2. فازهای مغناطیسی، الف) پارامغناطیس، ب) فرومغناطیس، ج) پادفرومغناطیس، د) فری مغناطیس    23
2-3. حلقه پسماند ماده فرو مغناطیس    25
2-4. حلقه پسماند در مواد فرومغناطیس نرم و سخت    26

فصل سوم - ساخت آئروژل و کاربردهای آن
3-1. طرح‌واره‌ای از روش‌های مختلف برای شیمی سنتز نانوکامپوزیت    31
3-2. اصلاح شیمی سطح ژل    34
3-3. چرخه فشار-دما در حین فرآیند خشک کردن فوق بحرانی    36
3-4. شماتیکی از دستگاه خشک کن فوق بحرانی اتوکلاو    36

فصل چهارم - سنتز و بررسی ویژگی‌های نانوکامپوزیت سیلیکا آئروژل/نانوذرات فریت کبالت
4-1. فازهای مجزا نمونه روی همزن    52
4-2. نمونه‌های در قالب ریخته شده    52
4-3. نمونه الکوژل    53
4-4. نمونه آئروژل    54
4-5. تصاویر FE-SEM نمونه‌ها الف) 10%، ب) 15%، ج) 20%.    55
4-6. نمودار توزیع اندازه ذرات الف) 10%، ب) 15% و ج) 20%    56
4-7 . پراش XRD نمونه‌های الف) 10%، ب) 15%و ج) 20% پیش از عملیات حرارتی    58
4-8. پراش XRD نمونه‌های الف) 10%، ب) 15%و ج) 20% در دمای  600 درجه¬ی سانتی¬گراد    59
4-9. پراش XRD نمونه‌های الف) 10%، ب) 15%و ج) 20% در دمای  800 درجه¬ی سانتی¬گراد    60
4-10. آنالیز نمونه‌های الف)10%، ب) 15%و ج) 20% حرارت داده شده در دمای 600 درجه‌ی سانتی ‌گراد    61
4-11. آنالیز نمونه‌های الف)10%، ب) 15%و ج) 20% حرارت داده شده در دمای 800 درجه‌ی سانتی ‌گراد    62
4-12. طیف‌های جذبی FT-IR الف) 10%، ب) 15% و ج) 20%.    65
4-13. تصویر TEM یکی از نمونه‌ها    67
4-14. نمودارهای لانگمیر الف) 10%، ب) 15% و ج) 20%    69
4-15. نمودارهای BET الف) 10%، ب) 15% و ج) 20%    71
4-16. جذب و واجذب الف) 10%، ب) 15% و ج) 20%.    72
4-17. حلقه پسماند نمونه‌ها قبل از عملیات حرارتی الف) 10%، ب) 15%، ج) 20%.    74
4-18. حلقه پسماند نمونه‌ها بعد از عملیات حرارتی الف) 10%، ب) 15%، ج) 20%.    75

فهرست جداول
عنوان                                                                                                                                                                       صفحه
فصل سوم - ساخت آئروژل و کاربردهای آن
3-1. کاربردهای مختلف آئروژل‌ها    48

فصل چهارم - سنتز و بررسی ویژگی‌های نانوکامپوزیت سیلیکا آئروژل/نانوذرات فریت کبالت
4-1. میزان گرم و لیتر مواد مورد نیاز    51
4-2. نتایج حاصل از XRD    63

لیست علایم و اختصارات
برونر، امت، تلر(Brunauer, Emmett, Teller)                                                                    BET
پراش پرتو ایکس (X-Ray Diffraction)                                                                           XRD
مغناطیس¬سنج نمونه¬ی ارتعاشی (Vibrating Sample Magnetometer)                                       VSM
میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (Field Emission Scanning Electron Microscopy)     FE-SEM
میکروسکوپ الکترونی عبوری (Transmission Electron Microscopy)                                    TEM
آنگسترم (Angestrom)                                                                                                    Å
اورستد (Oersted)                                                                                                                  Oe
نانومتر (Nanometer)                                                                                                             nm
واحد مغناطیسی (Electromagnetic Units)                                                                                                  emu


 

چکیده
آئروژل‌ها مواد متخلخلی هستند که حفره‌های نانو‌متری آن‌ها در مقیاس مزو یا میکرو می‌باشد. چگالی پایین، تخلخل و سطح در معرض داخلی بالا از دیگر ویژگی‌های این مواد می‌باشد.   
در این پژوهش نانو کامپوزیت سیلیکا آئروژل/ نانوذرات فریت کبالت به روش سل-ژل آماده¬سازی و تحت فرایند فوق بحرانی خشک شد. بدین منظور نیترات آهن(ΙΙΙ) 9 آبه و نیترات کبالت(ΙΙ) 6 آبه در حلال‌هایی چون متانول و آب دیونیزه حل شده و به پیش¬ماده سیلیکا اضافه و قرار دادن این محلول بر روی همزن مغناطیسی به شکل گیری سل یکنواختی منجر ‌شد. پس از گذشت زمان معین و انجام عمل هیدرولیز، ژل بدست آمده در دستگاه خشک کن فوق بحرانی قرار داده¬شد و در نهایت گاز جایگزین مایع موجود در نمونه¬ها گردید و آئروژل نهایی حاصل شد.
به منظور بررسی نمونه¬های تولید شده از نقطه نظر ساختاری، مورفولوژی و خواص مغناطیسی به تحلیل داده‌های حاصل از آنالیزهای SEM، TEM، XRD ،FT-IR ،BET و VSM پرداخته شد. همانگونه که انتظار می‌رفت این نانو کامپوزیت ضمن حفظ ویژگی¬های سیلیکا- آئروژل از جمله تخلخل بالا و چگالی پایین رفتار فرومغناطیس نانوذرات را نیز داشت.
واژه های کلیدی:
آئروژل، نانو ذرات فریت، نانوکامپوزیت، سل-ژل، مغناطیس¬سنج نمونه¬ی ارتعاشی

فصل اول
مفاهیم اولیه
 
مقدمه
از اواخر قرن بیستم دانشمندان تمرکز خود را بر فناوری نوینی معطوف کردند که به عقیده‌ی عده‌ای تحولی عظیم در زندگی بشر ایجاد می‌کند. این فناوری نوین که در رشته‌هایی همچون فیزیک، شیمی و مهندسی از اهمیت زیادی برخوردار است، نانوتکنولوژی نام دارد. می‌توان گفت که نانوفناوری رویکردی جدید در تمام علوم و رشته‌ها می‌باشد و این امکان را برای بشر به وجود آورده است تا با یک روش معین به مطالعه‌ی مواد در سطح اتمی و مولکولی و به سبک‌های مختلف به بازآرایی اتم‌ها و مولکول‌ها بپردازد.
در چند سال اخیر، چه در فیزیک تجربی و چه در فیزیک نظری، توجه قابل ملاحظه‌ای به مطالعه‌ی نانوساختارها با ابعاد کم شده است و از این ساختارها نه تنها برای درک مفاهیم پایه‌ای فیزیک بلکه برای طراحی تجهیزات و وسایلی در ابعاد نانومتر استفاده شده¬است. وقتی که ابعاد یک ماده از اندازه‌های بزرگ مانند متر و سانتی¬متر به اندازه‌هایی در حدود یک دهم نانومتر یا کم¬تر کاهش می‌یابد، اثرات کوانتومی را می‌توان دید و این اثرات به مقدار زیاد خواص ماده را تحت الشعاع قرار می‌دهد. خواصی نظیر رنگ، استحکام، مقاومت، خوردگی یا ویژگی‌های نوری، مغناطیسی و الکتریکی ماده از جمله‌ی این خواص‌ می‌باشند [1].

1-1 شاخه‌های فناوری نانو
تفاوت اصلی فناوری نانو با فناوری‌های دیگر در مقیاس مواد و ساختارهایی است که در این فناوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حقیقت اگر بخواهیم تفاوت این فناوری را با فناوری‌های دیگر بیان نماییم، می‌توانیم وجود عناصر پایه را به عنوان یک معیار ذکر کنیم. اولین و مهم¬ترین عنصر پایه نانو ذره است. نانوذره یک ذره‌ی میکروسکوپی است که حداقل طول یک بعد آن کمتر از ١٠٠ نانومتر است و می¬توانند از مواد مختلفی تشکیل شوند، مانند نانوذرات فلزی، سرامیکی و نانوبلورها که زیر مجموعه¬ای از نانوذرات هستند [ 3و 2]. دومین عنصر پایه نانوکپسول است که قطر آن در حد نانومتر می‌باشد. عنصر پایه‌ی بعدی نانولوله‌ها هستند که خواص الکتریکی مختلفی از خود نشان می‌دهند و شامل نانولوله‌های کربنی، نیترید بور و نانولوله‌های آلی می‌باشند [4].

1-2 روش‌های ساخت نانوساختارها
تولید و بهینه¬سازی مواد بسیار ریز، اساس بسیاری از تحقیقات و فناوری‌های امروزی است. دستورالعمل‌های مختلفی در خصوص تولید ذرات بسیار ریز در شرایط تعلیق  وجود دارد ولی در خصوص انتشار و تشریح دقیق فرآیند رسوب‌گیری و روش‌های افزایش مقیاس این فرآیندها در مقیاس تجاری محدودیت وجود دارد. برای تولید این نوع مواد بسیار ریز از پدیده‌های فیزیکی یا شیمیایی یا به طور همزمان از هر دو استفاده می‌شود. برای تولید یک ذره با اندازه مشخص دو فرآیند اساسی وجود دارد، درهم شکستن) بالا به پایین) و دیگری ساخته شدن) پایین به بالا). معمولا روش‌های پائین به بالا ضایعاتی ندارند، هر چند الزاما این مسأله صادق نیست [6 و5]. مراحل مختلف تولید ذرات بسیار ریز عبارت است از، مرحله‌ی هسته‌زایی اولیه و مرحله‌ی هسته‌زایی  و رشد خود به خودی .

پایان نامه بررسی اثر دما بر سطح مقطع پراکندگی ذرات نانو فلزی

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه بررسی اثر دما بر سطح مقطع پراکندگی ذرات نانو فلزی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:89

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc)
گرایش : اتمی - مولکولی

فهرست مطالب:
عنوان                                        صفحه

فصل اول     کلیات طرح
1-1 بیان مسئله و هدف‌های تحقیق    2
1-2- اهمیت موضوع تحقیق و انگیزش انتخاب آن    2
1-3  سؤالات و فرضیه‌های تحقیق    3
a1–3 سؤالات تحقیق    3
b1–3 فرضیه‌های تحقیق    3
1–4- تعاریف عملیاتی متغیرها و واژه‌های کلیدی    4
1-5- مدل تحقیق    4
1-6- روش تحقیق     4
1-7- قلمرو تحقیق    4
فصل دوم      مطالعات نظری
مقدمه    6
2-1- روش‌های تولید نانو مواد    6
2-1-1- روش بالا به پایین    6
2-1-2- روش پایین به بالا    7
2-2- روش‌های تولید نانو طلا و نقره    7
2-2-1- سنتز فاز بخار    7
2-2-2- الکتروشیمیایی    7
2-2-3- سنتز فوتولیز     8
2-2-4- کاهش شیمیایی    8
2-3- خواص نانوذرات    9
2-4- کاربرد نانوذرات    10
2-4-1- نانو ذرات غیرفلزی    10
2-4-2-  نانوذرات فلزی    10
2-4-2-1- نانو طلا و کاربردهای آن    10
2-4-2-2- نانو نقره و کاربردهای آن    11
2-5- فرمول بندی کلاسیکی    11
2-6- تابع دی‌الکتریک گاز الکترون‌های آزاد    17
2-7- انتشار گاز الکترون آزاد و پلاسمون حجمی    22
2-8- فلزات و گذارهای میان باندی    24
2-9- پلاریتون‌های پلاسمون سطحی در فصل مشترک فلز و عایق    25
2-10- معادله‌ی موج    26
2-11- پلاریتون‌های پلاسمون سطحی در یک سطح مشترک منفرد:    29
2-12- پراکندگی به وسیله دوقطبی‌های القا شده‌ی پراکنده‌گرهای کوچک    33
2-13- پراکندگی از طریق یک کره‌ی دی‌الکتریک کوچک    34
2-14- پراکندگی از طریق کره‌ی کاملاً رسانای کوچک    36
2-15- تئوری پراکندگی مای    38
2-16- پیشینه تحقیق    38
فصل سوم      روش تحقیق
3-1- روش تحقیق    43
3-2- ابزار جمع آوری اطلاعات    48
فصل چهارم      تجزیه و تحلیل یافته های تحقیق
4-1 تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج در شعاع های مختلف    51
4-2 تغییرات بیشینه مقطع پراکندگی در اندازه های مختلف ذره نقره    60
4-3 تغییرات بیشینه سطح مقطع پراکندگی بر حسب دما در شعاع¬های مختلف    62
فصل پنجم      نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1- نتیجه گیری     66
5-2- پیشنهادات    67
منابع    68

 
فهرست  جداول
عنوان                                        صفحه

جدول 3-1 قسمت های حقیقی و موهومی ضریب شکست مربوط به نقره     46

فهرست  نمودارها
عنوان                                        صفحه

نمودارa 3-1 قسمت حقــیقی ضریب شکست نقـره بر حســب طول مـوج با تـــوجه
به داده¬های جدول جانسون و کریستی    44    
نمودارb 3-1 قسمت موهـومی ضــریب شکست نقــره بر حـسب طول موج با تـوجه
به داده¬هـای جدول جانسون و کریستی    45
نمودار 4-1 تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج برای ذره نقره به شعاع
 r=30nm در دماهای مختلف    51
نمودار 4-2 تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج برای ذره نقره به شعاع
 r=35nm در دماهای مختلف    53
نمودار 4-3 تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج برای ذره نقره به شعاع
 r=40nm در دماهای مختلف    54
نمودار 4-4 تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج برای ذره نقره به شعاع
 r=45nm در دماهای مختلف    55
نمودار 4-5 تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج  برای ذره نقره به شعاع
 r=50nm در دماهای مختلف    56
نمودار 4-6 تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج برای ذره نقره به شعاع
 r=55nm در دماهای مختلف    58
نمودار 4-7 تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج برای ذره نقره به شعاع
 r=60nm در دماهای مختلف    59
نمودار 4-8 تغییرات بیشینه سطح مقطع پراکندگی بر حسب شعاع در دماهای مختلف    60
نمودار 4-9 تغییرات بیشینه سطح مقطع پراکندگی بر حسب دما در شعاع های مختلف    62
 
فهرست شکل ها
عنوان                                        صفحه
شکل 2-1 تابع دی الکتریک   معادله (2-27) گاز الکترون آزاد    20
شکل 2-2 ضریب شکست مختلط متناظر با تابع دی الکتریک الکترون آزاد در شکل 2-1    21
شکل 2-3  ارتعاشات تجمعی طولی الکترون های رسانش فلز : پلاسمون حجمی    22
شکل 2-4  قسمت های حقیقی و موهومی   برای نقره    24
شکل 2-5  هندسه انتشار SPP در سطح مشترک واحد بین فلز و دی الکتریک    29
شکل 2-6  بردارهای قطبش و انتشار پرتو پراکندگی و برخورد    35
شکل 3-1 فضای شبیه سازی (C1) نانوذره نقره و (C2) خلاء    43
شکل a3-2 میدان پراکنده شده از نقــره به قطر r=45nm  در حالـت قبل از تـشـدید
در     48
شکل b3-2 میــدان پراکـــنده شده از نقــره به قطر r=45nm  در حالـت تشـــدید
در      48
شکل c3-2 میدان پراکنـــده شده از نقره به قــطر r=45nm  در حالت بعد از تشدید
در      48
شکل a3-3 میدان پراکنده شــده از نقره به قـــطر r=45nm  در حالت قبل از تشدید
در     48
شکل b3-3 میدان پراکـــنده شده از نقره به قـــطر r=45nm  در حالت تشــــدیـد
در      48
شکل c3-3 میدان پراکنده شده از نقره به قطر r=45nm  در حالـــت بعد از تشــدید
در      48

چکیده
ضریب شکست فلزات نجیبی نظیر نقره و طلا‌، تابع حساستری‌-‌‌ نسبت به دی‌الکتریک‌ها-‌ از دماست. در این کار، اثر تغییرات دما بر سطح مقطع پراکندگی نانو ذرات نقره، بررسی شد. نانو ذرات فلزی نقره‌ای کروی شکل با قطرهای30،35،40،45،50،55 و60 نانومتر تحت تابش نور با قطبش TM در بازه طول‌موجی 300nm تا 400nm قرار گرفتند و سپس سطح مقطع پراکندگی آنها محاسبه شد. برای بررسی اثر تغییر دما بر سطح مقطع پراکندگی، دمای نانو ذرات در بازه‌‌های 30 K  از 300K تا 510K تغییر داده شد. نتایج محاسبات که با استفاده از روش عددی عناصر محدود در دو بعد به دست آمده‌ اند، نشان می‌دهند که اولاً قلّه سطح مقطع پراکندگی از شعاع  30nmتا 45nm با افزایش دما افزایش می‌یابد. این در شرایطی است که قله‌های نمودارها در دماهای مختلف، به هم نزدیک می‌شوند. سپس از شعاع 50nm تا 60nm با افزایش دما، قله‌ی سطح مقطع پراکندگی، کاهش می‌یابد. پهنای نمودارها نیز بر حسب طول‌موج، با افزایش شعاع نانو ذره از 30nm تا 45nm افزایش یافته و سپس با ادامه روند افزایش در شعاع، کاهش می‌یابند. نتیجه‌ی نهایی این تحقیق اینست که قله‌ی سطح مقطع پراکندگی از شعاع تقریبا 35nm تا 55nm، از حساسیت کمتری نسبت به دما برخوردار است. تغییرات با دما پایین‌تر از شعاع 35nm و بالاتر از 55nm بسیار شدیدتر است.  
کلمات کلیدی : نانوذرات، پلاسمون، سطح مقطع پراکندگی، نقره  

فصل اول

کلیات طرح

 
فصل اول: کلیات طرح
1-1 بیان مسئله و هدف‌های تحقیق
نانو تکنولوژی، دست‌یابی به فناوری کاربرد ذراتی با ابعاد نانومتر است که به نانوذرات موسومند. دلیل انتخاب این مقیاس برای کار بر روی مواد، خواص خارق‌العاده‌ای است که در ذراتی با این اندازه ظاهر می‌شوند و امروزه به شدت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته اند. نگاه به فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی از دید نانومتری، یعنی در ابعاد اتمی اطلاعاتی به دست می‌دهد که راحت‌تر می‌توان مسیر تشکیل آن را مشخص و خواسته‌ها و نظرات شخصی را در آن اعمال نمود]1[. آن چه که امروز تحت عنوان نانوتکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده‌ها در ابعاد اتمی و آنگسترومی است. پیشرفت‌ های اخیر در ساخت تیوپ کربن، موتورهای بیومولکولی، حسگرهای با ابعاد باکتری، فیلترهای میکرونی و دیگر موارد، موجبات تغییر و تحول در علوم مختلف از جمله کامپیوتر، فیزیک، الکترونیک، هوا فضا، شیمی و محیط زیست و دیگر علوم را فراهم کرده است]2[. از این میان، نانوذرات فلزی طلا و نقره به دلیل خواص منحصر به فردشان مورد توجه هستند. یکی از جالب‌ترین جنبه‌های نانوذرات فلزی این است که خواص نوری آن‌ها به شدت به اندازه و شکل ذره وابسته است. نور منعکس شده از طلای توده‌ای زردرنگ است، اما فیلم‌های نازک طلا، نور آبی از خود عبور می‌دهند. با کاهش اندازه این فیلم تا حدود 3nm، این رنگ تدریجاً به ارغوانی، قرمز و سرانجام نارنجی تبدیل می‌شود. این اثرات، نتیجه‌ی تغییراتی موسوم به تشدید پلاسمون سطحی – فرکانسی که در آن الکترون‌های نوار رسانش در پاسخ به میدان الکتریکی متناوب یک پرتو الکترومغناطیس برخوردی نوسان می‌کنند- است. با این حال تنها فلزات دارای الکترون‌های آزاد (الزاماً طلا، نقره، مس و فلزات قلیایی) در طیف مرئی دارای تشدید پلاسمون هستند و به همین علت چنین تغییر رنگ‌ شدیدی را از خود نشان می‌دهند]3[ و]4[.
1-2- اهمیت موضوع تحقیق و انگیزش انتخاب آن
امواج پلاسمون سطحی که در فصل‌های بعدی مورد بحث قرار خواهند گرفت، یکی از مباحث نو و جدید در حیطه نانواپتیک هستند. از سال 1990 تعداد سالانه مقالات در مورد پلاسمون‌های سطحی هر 5 سال، دو برابر شده است]5[، این رشد سریع با پیشرفت و تجاری کردن کدهای محاسباتی نیرومند، تکنیک‌های ساخت نانو و تکنیک‌های تحلیل فیزیکی، امکان بیش‌تری به مهندسین و محققین با ارائه ابزار لازم برای طراحی ساخت و تحلیل خواص اپتیکی نانو ساختارهای فلزی، فراهم می‌کند]5[.
این گرایش جدید استفاده‌های قابل توجهی در بحث حس‌گرها، آنتن‌ها، گیرنده‌ها و ادوات نوری در مقیاس نانو دارد]6[. بررسی اثرات تغییر دما بر سطح مقطع پراکندگی ذرات نانو، می تواند در جهت توسعه مفاهیم نظری، جهت کاربردهای آتی موثر باشد. تا جایی که به اطلاعات ما بر می گردد این بررسی برای اولین بار انجام می شود. موضوع پراکندگی نور از ذرات نانو فلزی تحت اثرات دمایی، گسترش موضوع و فرمول‌بندی نظری و تلاش در جهت شناخت این پدیده از انگیزه‌های انتخاب این موضوع می‌باشد.
1-3  سؤالات و فرضیه‌های تحقیق
a1–3 سؤالات تحقیق:
•    چرا از ذرات فلزی در مقیاس نانو در این تحقیق استفاده می‌شود؟
•    چرا نانو ذرات نقره در این روش کاربرد بیش‌تری دارند؟
•    تغییرات دما چه تأثیری می‌تواند در سطح مقطع پراکندگی این ذرات ایجاد کند؟
•    آیا تغییرات مشاهده شده، قابل توجه هستند؟
•    آیا اندازه نانو ذرات فلزی در میزان پراکندگی تأثیر دارد؟
•    پدیده پلاسمون و پلاسمون سطحی چیست و تحت چه شرایطی رخ می‌دهد؟
b1–3  فرضیه‌های تحقیق:
فرضیه‌های این پژوهش شامل موارد زیر است:
•    قطر ذرات به اندازه ای است که مدل های کلاسیکی می توانند پدیده پراکندگی نور را بخوبی توصیف کنند.
•    معادلات موج ماکسول بدرستی می توانند جهت بررسی سطح مقطع پراکندگی نانو ذرات فلزی مورد استفاده قرار گیرند.
•    روش عناصر محدود روشی مناسب جهت بررسی این پدیده بصورت عددی است.
1–4-  تعاریف عملیاتی متغیرها و واژه‌های کلیدی
نانوذرات فلزی: طبق تعریف عمومی نانوذرات، ذراتی با ابعاد 1 تا 100 نانومتر هستند.
پلاسمون: در فیزیک، به نوسانات پلاسمایی تشکیل شده در سطح فلز، پلاسمون گویند. یا، عملکرد الکترون‌های آزاد بر روی سطح فلزات، پدیده‌ای است که پلاسمون نامیده می‌شود]6[.
امواج پلاسمون سطحی: فصل مشترک میان ماده‌ای با ثابت دی‌الکتریک مثبت و ماده‌ای با ثابت دی‌الکتریک منفی مثل فلزات می‌تواند باعث انتشار امواج الکترومغناطیسی ویژه‌ای شود که امواج پلاسمون سطحی خوانده می‌شوند و در محدوده‌ی نزدیک سطح باقی می‌مانند]6[.
1-5- مدل تحقیق
 بر اساس حل معادله موج ماکسول در یک منطقه که شامل ذره فلزی در زمینه خلاء است، می‌باشد.
1-6- روش تحقیق
روش تحقیق به صورت نظری و با استفاده از روش‌ عددی، عناصر محدود و با استفاده از نرم افزار Comsol Multi Physics صورت گرفته است.
1-7- قلمرو تحقیق
تحقیق با توجه به آخرین یافته‌ها در ادبیات مربوطه، از طریق مطالعات کتابخانه‌ای، بررسی پایان‌نامه‌های مرتبط و مقالات ژورنال های تخصصی در این زمینه ها و جستجو در اینترنت صورت می گیرد.