جلسه دفاع از رساله دکتری (خانم شکوفه صالحی)

موضوع:  مدلسازی و شبیه سازی میدان فاز ذوب از سطح نانوسیم های آلومینیومی

ارائه دهنده: شکوفه صالحی اسکندری

استادان راهنما: دکتر مهدی جوانبخت-دکتر محمد سیلانی

استادان مشاور:-

استادان داور: دکتر سعید ضیایی راد - دکتر صالح اکبرزاده

چیکده :

با کوچک شدن ابعاد در حد نانو بسیاری از خواص ماده تغییر می‌کند. تغییر این خواص می‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ای در بهبود عملکرد سیستم‌ها مؤثر باشد. در این زمینه، بررسی دمای ذوب نانو مواد نیز به دلایل مختلفی ازجمله کاهش دمای احتراق مورد اهمیت می‌باشد و در این راستا با استفاده از معیارهای مختلف به بررسی آن پرداخته‌شده است. مطالعات بسیاری با استفاده از معیارهای ترمودینامیکی و همچنین شبیه‌سازی اتمی برای بررسی تأثیر کاهش ابعاد، شکل کریستال‌ها، فشار بر روی دمای ذوب نانو ذرات و نانوسیم‌ها انجام‌شده است. علاوه بر روش‌های ذیل، رویکرد مهم دیگر برای بررسی رفتار نانو مواد روش میدان فاز می‌باشد که می‌تواند به‌خوبی بررسی ترمودینامیک، سینتیک و تغییرات ساختاری نانو مواد بپردازد. در این پایان‌نامه، برای نخستین بار به مدل‌سازی میدان فاز پدیده ذوب از سطح نانوسیم‌ها و به‌طور خاص از جنس آلومینیوم پرداخته می‌شود و مدل جدیدی برای توجیه رفتار ذوب تحت‌فشار ارائه می‌شود که مدل‌های نادرست فعلی را اصلاح و نتایج مطابق با شواهد فیزیکی ارائه می‌نماید. هم‌چنین، تأثیر ابعاد شامل قطر و طول نانوسیم نیز بر رفتار ذوب، دمای پیش ذوب سطحی و دمای ذوب مشخص می‌گردد. درروش میدان فاز انرژی سیستم بر مبنای پارامتر مشخصه‌ای برای نشان دادن میزان پیشرفت ذوب تعریف می‌شود و معادله سینتیک گینزبرگ-لاندا کوپل شده با معادلات الاستیسیته چگونگی تغییرات این پارامتر را بر مبنای کمینه‌سازی انرژی در طول زمان مشخص می‌سازد. در کنار این دودسته معادله، معادله نرخی کرنش انحرافی نیز لحاظ می‌گردد که با ایجاد نیروی محرکه ذوب، دمای ذوب کمتری را پیش‌بینی می‌نماید. نتایج موجود با تعداد قابل‌توجهی از نتایج دینامیک مولکولی و روش‌های ترمودینامیکی و تحلیلی موجود مقایسه می‌گردد. مدل ارائه‌شده برای شبیه‌سازی ذوب نانوسیم‌های آلومینیومی با طول بلند و کوتاه مورداستفاده قرار می‌گیرد و از مسائل کرنش صفحه‌ای و متقارن محوری برای ساده‌تر کردن محاسبات استفاده می‌گردد. روش عددی مورداستفاده در حل سیستم معادلات، روش المان محدود و بر پایه نرم‌افزار کامسول می‌باشد.

در این پایان‌نامه، برای نخستین بار به مدل‌سازی میدان فاز پدیده ذوب از سطح نانوسیم‌ها و به‌طور خاص از جنس آلومینیوم پرداخته می‌شود و مدل سازگار ترمودینامیکی جدیدی برای توجیه رفتار ذوب تحت‌فشار ارائه می‌شود که مدل‌های نادرست فعلی را اصلاح و نتایج مطابق با شواهد فیزیکی ارائه می‌نماید. هم‌چنین، تأثیر ابعاد شامل قطر و طول نانوسیم نیز بر رفتار ذوب، دمای پیش ذوب سطحی و دمای ذوب مشخص می‌گردد و انواع مکانیزم‌های ذوب بر اساس ابعاد تعیین می‌گردد. هم‌چنین، محدوده فیزیکی ضریب نرخ کرنش انحرافی نیز در این پدیده تعیین می‌گردد.

کلمات کلیدی: روش میدان فاز، نانوسیم‌های آلومینیومی، ذوب از سطح، دمای ذوب، ذوب تحت‌فشار