جلسه دفاع رساله دکتری (خانم نیلوفر ورشابی)

موضوع: مدل‌سازی میدان چند فازی رشد دانه در فلزات نانوکریستالی

ارائه دهنده: نیلوفر ورشابی

استادان راهنما: جناب آقای دکتر محمد سیلانی، جناب آقای دکتر محمد جعفری

استاد مشاور: جناب آقای دکتر مصطفی جمشیدیان

استادان داور:  جناب آقای دکتر مهدی جوان­بخت، جناب آقای دکتر مهدی سلمانی

چکیده

خواص مکانیکی و عملکردی مواد کریستالی به شدت تحت تأثیر ساختار دانه قرار دارد و در حالت نانوکریستالی این امر اهمیت ویژه‌ای می‌یابد. ریزساختار درون یک پلی‌کریستال از طریق حرکت مرزدانه‌ها که با کاهش انرژی آزاد کل همراه است، تغییر می‌کند پس می‌توان بیان داشت هنگامی که رشد دانه شروع می‌شود، ممکن است این خواص مکانیکی و عملکردی تغییر کنند. مطالعه‌ی رشد دانه در مواد نانو کریستالی، که در آن حجم مربوط به مرزدانه کسر بزرگی از حجم کل است و بخش نسبتاً بزرگی از اتم‌ها در ناحیه مرزدانه قرار دارند، بینش جدیدی در مورد ماهیت و خواص مرزدانه‌ها به دست می‌دهد. لذا در این مطالعه سعی بر ابداع یک چارچوب محاسباتی برای بررسی ریزساختار و تکامل بافت در اتصالات نانوبلور مسی و توسعه یک تئوری پدیدارشناختی است که از نظر ترمودینامیکی سازگار باشد و بتواند توصیف درستی از رشد دانه و حرکت مرزدانه را در فلزات نانو کریستالی ارائه دهد. در این رساله یک مدل ساختاری سه بعدی برای شبیه‌سازی حرکت مرزدانه، با در نظر گرفتن حجم آزاد اضافی مرزدانه، بر اساس قوانین ترمودینامیکی ارائه می‌گردد. به حداقل رساندن انرژی مرزدانه نیروی محرکه‌ی لازم برای حرکت مرزدانه‌ها را فراهم می‌سازد. ابتدا با استخراج معادلات ساختاری مربوطه و پیاده‌سازی آن‌ها در نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس از طریق نوشتن زیربرنامه، اثر حضور این فضاهای خالی مرزدانه بر روی مکانیزم رشد دانه و حرکت مرزدانه در دوبلوری با مرزدانه‌ی تخت مدل‌سازی می‌گردد و نتایج حاصل از آن راستی‌آزمایی می‌شود. سپس شبیه‌سازی برای یک مدل دوبلوری با مرزدانه‌ی دایره‌ای شکل و در نهایت شبیه‌سازی‌ ریزساختار و تکامل بافت در اتصالات مسی پلی‌کریستالی انجام خواهد شد. انتظار می‌رود نتایج به‌دست‌آمده از این شبیه‌سازی‌ها بینش‌های جدیدی را در این زمینه آشکار سازد.