تحقیق ترمودینامیک تشکیل ذرات کاتالیست Ni برای رشد نانو لوله های کر

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 15

ترمودینامیک تشکیل ذرات کاتالیست Ni برای رشد نانو لوله های کربنی

خلاصه:

پارامترهای ترمودینامیکی وابسته به اندازه نظیر انرژی آزاد گیبس، انتالبی و انرژی برای گذار از نانو فیلم Ni به ذرات کاتالیست Ni به منظور پیش درآمدی بر رشد نا لوله های کربنی بررسی شده است. در این تحقیق ما معاملات مشتق شده از دمای ذوب نانو ذرات وابسته به اندازه را بر اساس کارای قبلی خود بررسی کرده ایم. با استفاده از این یافته های ترمودینامیکی دریافت می شود که قطر ذرات Ni سه برابر بیشتر از ضخامت فیلم اصلی است. حداقل ضخامت فیلم لازم برای تبدیل نانو فیلم به نانو ذره از روی اندازه بحرانی و پایدار Ni تبدیل شده به نانو ذره Ni بدست می آید. پیش بینی های ما در توافق وبی با نتایج آزمایشگاهی است.

مقدمه:

در سالهای اخیر به خاطر کاربرد وسیع و خواص بی نظیر نانو لوله های کربنی توجه زیادی به مکانیزم ساخت و تشکیل نانو لوله های کربنی می شود، یکی از روشهای مرسوم برای تشکیل نانو لوله های کربنی تجزیه بخار شیمیایی(CVD) است که این ساختار گرانیتی بر روی سطح فلز حدودا در دمای زیر در تجزیه کربن که بصورت گازی است شکل می گیرد در این فرایند معمولا نانو ذرات کاتالیست ابتدا بر روی سطح بوسیله عملیات حرارتی فیلم نازک رسوب کرده، تشکیل می شوند که این نانو ذرات در جوانه زنی و تشکیل نانو لوله های کربنی شرکت می کنند. اندازه اولیه و تحرک کاتالیست می تواند بطور مشخصی بر تشکیل و پیکربندی نانو لوله های کربنی و دیگر نانو لوله ها یا نانو وایرها تاثیر بگذارد.

ترمودینامیک پایه برای تشکیل نانو ذرات کاتالیست توسط jiang et al بیان شده است که یک مدل برای پیش بینی شرایط یک بعدی برای تبدیل نانو فیلم Ni به نانو ذره Ni و سپس تشکیل نانو ذرات و پوشانده شدن با یک ردیف کربن پیشنهاد کرده است. اساس این مدل و بررسی ها بر تبعیت اندازه از نقطه ذوب نانو ذرات است پیش بینی می شود که شعاع ذرات تبدیل شده 5/1 برابر بزرگتر از ضخامت فیلم اولیه است. Liang et al ترمودینامیک تشکیل نانو ذرات را بوسیله فرایند جوانه زنی وابسته به شکل و حالت ماده(جامد، مایع یا گاز) منبع است که در گزارشات قبلی مورد بررسی قرار نگرفته اند.

در این کار پارامترهای ترمودینامیکی نظیر آنتالپی، انتروپی و انرژی آزاد گیبس برای مدل کردن اندازه بحرانی و پایدار نانو ذرات Ni در نظر گرفته شده اند. این پارامترهای ترمودینامیکی برای پیش بینی تشکیل نانو ذرات Ni از حمام مذاب و منبع فیلم نازک مورد استفاده قرار می گیرند.

در اینجا بررسی دمای ذوب به عنوان تابعی از اندازه بر مبنای کارهای قبلی در نظر گرفته شده است و نتایج با داده های آزمایشگاهی و گزارشات دیگر مقایسه شده اند.

2- مدل و بحث:

1-2: پارامترهای ترمودینامیکی نانو ذره و نانو فیلم:

تغییرات کلی انرژی آزاد(G) برای تشکیل یک جامد از مایع طی فرایند جوانه زنی شامل دو بخش انرژی حجمی و تغییرات انرژی سطحی است.

(1)

g: تغییرات انرژی آزاد گیبس مولی(وابسته به دما) برای تشکیل جامد از مایع

V2: حجم مولی A: مساحت : انرژی سطحی فصل مشترک جامد/مذاب

می توان گفت:

(2)

چون در اینجا ترمودینامیک حالت تعادل بررسی می شود Hm آنتالپی ذوب و Sm انتروپی انجماد(با علامت مخالف) است.

Hm , Sm بصورت زیر محاسبه می شوند:

انتروپی ذوب حداقل شامل سه بخش است: وضعیتی، ارتعاشی و الکتریکی. اگر نوع پیوند شیمیایی در گذار از حالت جامد/مذاب تغییر نکند جز الکتریکی آنقدر کوچک است که قابل چشم پوشی است، جزء وضعیتی هم برای کاتالیست های فلزی و آلی قابل چشم پوشی است. بنابراین روی هم رفته می توان گفت انتروپی و آنتالپی مولی ذوب برای کاتالیست های فلزی و آلی(Sm , Hm) بصورت زیر بیان می شود.

(3)

و

(4)

R: ثابت گازها Tm: دمای ذوب C: ثابت

Sm , Hm: به ترتیب آنتالپی و انتروپی ارتعاشی

کارهای مختلفی برای نشان دادن اینکه دمای ذوب تابعی از اندازه است انجام شده است. در کار قبلی ما بطور گسترده وابستگی دمای ذوب نانو ذرات به اندازه بصورت زیر بیان شد:

تست ذرات مغناطیسی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .DOC ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 5 صفحه

 قسمتی از متن .DOC : 

تست ذرات مغناطیسی، مایعات نافذ ، التراسونیک

در این مطلب شما توضیحات مختصری در رابطه با انواع مختلف تستهای ذرات مغناطیسی که جزء تستهای غیر مخرب محسوب می شوند را می خوانید ،

تست ذرات مغناطیسی (MT):از این روش می توان برای یافتن عیوب سطحی و یا نزدیک به سطح در قطعات فرومغناطیسی استفاده نمود. در این تکنیک تمام یا بخشی از قطعه مغناطیس شده و فلوی مغناطیسی از داخل قطعه عبور داده می شود. هر گاه عیبی در سطح یا نزدیکی سطح قطعه وجود داشته باشد باعث نشت فلوی مغناطیسی در قطعه می گردد و نتیجتا باعث به وجود آمدن دو قطب S,N می گردد. که با پاشیدن ذرات ریز فرومغناطیسی مانند اکسید آهن آغشته به مواد فلروسنت بر روی سطح قطعه می توان ترک را زیر نور ماوراء بنفش مشاهده نمود.

مغناطیس کردن به وسیله کابل (MAGNETIZATION bycable):گاهی اوقات ابعاد قطعات به اندازه ای بزرگ است که امکان استفاده از کویل امکان پذیر نیست. وقتی این مسئله اتفاق می افتد یک سیم مسی عایق شده ( روپوش دار) را میتوان برای ایجاد میدان مغناطیسی در ماده استفاده کرد. در این روش سیم (کابل) را به دور قطعه می چرخانیم ( شبیه کویل ) تا یک میدان طولی در قطعه ایجاد شود. استفاده از روش پراد (Use of prode method):پراد وسیله ای است که با استفاده از عبور جریان از میله های مسی موجب ایجاد یک میدان مغناطیسی موضعی می شود . ( (Local magnetizeبطور کلی با روش پراد بیشترین قدرت آشکارسازی برای عیوب موازی خط جوش وجود دارد. روش یوک (Yoke):یوک قطعه ای است فلزی و U شکل با یک سیم پیچ پیچیده شده دور آن که جریان را از خود عبور می دهد. هنگامی که کویل حامل جریان شود در امتداد قطعه یوک ، یک میدان مغناطیسی طولی در قطعه تست ایجاد می شود. در میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط یوک میدان مغناطیسی خارجی می تواند ذرات آهن را به شدت جذب کند و جهت بررسی عیوب سطحی به کار می رود. اگر ذرات آهن در میدان میان دو قطب یوک اعمال شود. علائم عیوب سطحی را به آسانی می توان مشاهده نمود. جریان متناوب یکی از مناسبترین جریانهای الکتریکی است که موارد مصرف روزمره دارد به همین دلیل از آن استفاده زیادی به منظور منبعی برای تست ذرات مغناطیسی می باشد.

ذرات (Particles ):ذرات مورد استفاده در تست MT از موادی که به دقت از لحاظ مغناطیس شوندگی ، شکل و قابلیت نفوذپذیری انتخاب شده اند می باشند. این ذرات، مغناطیس باقی مانده را در خود نگه نمی دارند. این ذرات از براده های تراش کاری هم کوچکترند و در حقیقت این ذرات شبیه پودر می باشند . ذرات بر مبنای روشهای استفاده آنها به دو گروه خشک و تر طبقه بندی می شوند. ذرات مغناطیسی توسط نشت میدان مغناطیسی جذب می شوند و تجمع ذرات در محل عیب و نشت میدان می توان موجب آشکار شدن علائم عیب شود .در روش فلروسنت از لامپ UV ( ماوراء بنفش ) که دارای نور مرئی می باشند و به آن نور سیاه نیزگفته می شود استفاده می گردد. پس عملیات تست به وسیله روش فلروسنت در نور مرئی انجام پذیر نیست. ذرات مغناطیسی باید دارای قابلیت نفوذپذیری زیاد باشند تا اطمینان از این که جذب این ذرات توسط میدانهای ضعیف هم صورت می گیرد حاصل شود و همچنین باید این ذرات قابلیت نگهداری کم داشته باشند تا مغناطیس باقیمانده در آن کم باشد و این مواد باید بلافاصله بعد از قطع میدان برطرف شوند البته اگر جذب نشتی میدان نشوند.

تست ذرات مغناطیسی شامل هفت مرحله اصلی می باشد که این مراحل به ترتیب شامل :1- آماده سازی سطح قطعه 2- برقرار کردن یک میدان دایروی در قطعه 3- بازرسی برای علائم عیوب طولی 4- برقرار کردن یک میدان طولی در قطعه 5- بازرسی برای علائم حاصل از عیوب عرضی 6- مغناطیس زدایی - تمیز کردن کامل سطح قطعه از مواد تست کاربرد : در صنایع لوله سازی ، خودرو ، فورجینگ ، هوافضا ، کشتی سازی ، بازرسی فنی و غیره و ...

آزمایشات ذرات مغناطیسی Magnetic particle Testing

   - این روش جهت test عیوب سطحی در فلزات فرو مغناطیس مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش امکان تشخیص عیوب زیر سطحی را با سایر روش های NDT مورد بررسی قرار می دهند .

  - رنگ این مواد اغلب خاکستری ، سفید ، قرمز ، زرد ، آبی و یا مشکی می باشد . به این مواد ، ذرات مرئی visible گفته می شود یعنی علائم زیر نور مرئی قابل رویت می باشند . ذرات مغناطیسی ممکن است آغشته به مواد فلوئورسنت باشند که در این صورت علائم زیر نور ماوراء بنفش قابل رویت خواهند بود . حساسیت بازرسی با مواد فلوئورسنت بیشتر از مواد مرئی می باشند.

  ذرات مغناطیسی به دو روش روی قطعه اعمال می شوند :

  - به صورت پودر خشک Dry powder

  - به صورت معلق در آب یا نفت Wet particle

  هر دو روش مزایا و محدودیت هایی دارند ولی روش تر فلوئورسنت از حساسیت بیشتری برخوردار می باشد .