جلسه دفاع پایان ­نامه کارشناسی ارشد (آقای سیدحامد میرمهدی)

موضوع:  شبیه ­سازی استحاله ­ی فازی فاز فشار بالا با در نظر گرفتن آثار لایه­ ی سطحی خارجی با استفاده از روش میدان فاز در ابعاد نانو

ارائه دهنده: سید حامد میرمهدی

استادان راهنما: دکتر مهدی جوانبخت

استادان داور :دکتر محمد سیلانی - دکتر صالح اکبرزاده

چیکده :

در پژوهش حاضر، به شبیه­ سازی رفتار استحاله­ ی فازی فاز فشار بالا در ابعاد نانو پرداخته­ می­ شود. استحاله­ ی فازی فاز فشار بالا- فاز فشار پایین نوعی استحاله­ ی مرتبه اول، بدون نفوذ، همراه با جا به­ جا شدن اتم ­ها نسبت به هم و از نوع استحاله ­ی فازی مارتنزیتی می ­باشد. به ­منظور مدل­سازی رفتار استحاله از روش میدان فاز استفاده می ­شود که در آن انرژی سیستم توسط یک معادله ­ی سینتیک به­نام گینزبرگ-لاندا در طول زمان کمینه می ­شود، و انرژی شامل بخش­ های الاستیک، حرارتی، کریستالی و گرادیان می‌باشد. برای معرفی فازها از یک پارامتر متغیر میدان به­نام پارامتر مشخصه استفاده می ­شود، که معادله گینزبرگ-لاندا براساس این پارامتر بیان گردیده و با حل آن چگونگی تغییر این پارامتر در طول زمان و مکان­های مختلف و در واقع تحول فازها مشخص می­ شود. همچنین، برای در نظر گرفتن لایه­ ی سطحی خارجی از یک پارامتر مشخصه ­ی دیگری نیز استفاده می­ شود که با استفاده از معادله ­ی سینتیک و رابطه ­ی انرژی به ­خصوصی این لایه ­ی سطحی خارجی لحاظ می­ گردد، به طوری­که در راستای عمود بر صفحه­ ی مشترک فازی داخل این ناحیه، خواص از گاز به جامد به ­صورت پیوسته تغییر می­ کنند، یا به­ عبارت دیگر انرژی سطحی مرز تیز در طول این ناحیه توزیع می­ گردد. پارامترهای مدل میدان فاز برای استحاله­ ی فاز فشار بالا- فاز فشار پایین با استفاده از روابط ترمودینامیکی شامل شرایط تعادل، پایداری فازی، فشارهای بحرانی و تعادل استخراج می­ گردند. در ادامه، با در نظرگرفتن یک نانوساختار تک­ کریستال و شرایط مختلف بارگذاری ­های حرارتی، مکانیکی و ترکیبی و همچنین شرایط اولیه ­ی متفاوت برای فاز فشار پایین و فشار بالا، سیستم معادلات کوپل میدان فاز و الاستیسیته در نرم افزار کامسول و به روش المان محدود شبیه­ سازی می­ گردد. این نوع استحاله­ ی­ فازی، بر مبنای مدل استحاله ­ی فازی مارتنزیتی و با لحاظ کردن تغییرات انرژی سطحی نانوساختار مورد بررسی قرار می­ گیرد. بررسی رفتار ساختار با لایه ­ی سطحی خارجی و بدون آن تحت فشار هیدرواستاتیک در تک و دوکریستاله ­ها و همچنین بررسی اثر اندازه­ ی لایه ­ی سطحی خارجی بر نیروی محرکه ­ی برودتی در حالت بدون بارگذاری مکانیکی و همچنین در حالت اعمال فشار به ­دست آمده است. نحوه­ ی تغییر اندازه­ی لایه­ ی سطحی خارجی در برابر تغییر فشار بررسی می­ گردد. همچنین، اثر کرنش غیرالاستیک برشی (نابجایی­ ها) در دوکریستاله ­ها تحت بارگذاری فشاری، برشی و ترکیبی نیز بررسی می­ گردد و همچنین رفتارها و اثر آن­ها و چگونگی تغییراتشان بررسی شده است.