11- اندازهگیری دمای گذرا با استفاده از ترموكوبلهای تعبیه
شده
خلاصه : زمان پاسخ یا واكنش ترموكوبلها معمولا به عنوان یك
عامل محدود كننده تلقی میشود، آن هم به هنگامی كه تغییرات
دمایی گذرا میبایست در جامدات اندازهگیری و ارزیابی شود. به
طور نمونه ، تغییرات دمایی گذرا كه به هنگام كرنش دینامیكی
مواد، تشكیل باند برشی آدیاباتیك، شكستگی دینامیكی و فیلدهای
مربوطه روی میدهند معمولا با استفاده از تكنیكهای
اندازهگیری غیرتماسی پیچیده نظیر تشخیصگرهای مادون قرمز مورد
بررسی قرار میگیرند. در این پدیدهها ، مقیاس زمانی در مرتبه
میكروثانیه میباشد. در این مقاله ، نویسنده با استفاده از
ترموكوبلهای تعبیه شده كوچك (ETC)
كاربرد این ترموكوبلها را برای چنین موارد اندازهگیری مورد
بررسی قرار میدهد. آزمایشات انجام پذیرفته بوسیله دیسكها یا
صفحات پلیمری بار شده دینامیكی (با نرخ كرنش 103
S-1)
نشان میدهد كه ترموكوبلها ، دماهای گذرا را با استفاده از
زمان خیز معمولی كوتاه --، در نتیجه تبدیل تغییر شكل خمیری به
گرما ثبت میكنند. این مشاهدات، هماهنگ با راهحل توزیع دمایی
در یك شیب كروی به یك دمای سطح صاف میباشد كه واكنش سریع
یكسان را پیشبینی مینماید. به طور خاص ، با توجه به یك كره
كه نماینده یك حسگر میباشد، نشان داده شده است كه دمای
میانگین در ظرف چند میكرو ثانیه افزایش یافته است. این نتایج
تجربی میتواند برای حل نتایج آزمایشی ما با توجه به واكنش
ضربهای محاسبه شده حسگر جهت ترمیم گوناگونی دمای حقیقی به
كار گرفته شود. این نتایج نشان میدهد كه ترموكوبلهای كوچك را
میتوان در كنار هم جای داد تا آنكه اطلاعات مفید در خصوص
ارتقای دمای گذرا در یك جامد را بدست آورد. این تكنیك به راحتی
قابل استفاده بوده و ارائه دهنده مكملی مهم برای دیگر تكنیكهای
غیر تماسی میباشد. مقدمه : نیاز برای اندازهگیری دما معمولا
همراه با علم مكانیك تجربی میباشد. با توجه ویژه به مكانیك
جامدات تولید گرما در یك جامد تغییر شكل یافته خمیری بوسیله
تیلور و كویینی مورد بررسی قرار گرفت. این نویسندگان نشان
دادهاند كه قسمت اصلی انرژی كرنش خمیری به كار رفته شده در
دفرمه نمودن یك فلز، بخش تبدیل گرمایی آن میباشد. موارد
آزمایشی : اولین سریهای آزمایشات مربوطه بر روی دیسكهایی با
قطر 5 و 10 میلیمتر ساخته شده از پلیكربنات تجاری
PC)
و (MPA
میباشد. یك سوراخ به قطر 3/0 میلیمتر و درازای 4 میلیمتر در
منطقه میانی ناحیه ضخیم دیسك ایجاد شده و بدین وسیله حسگر نوع
T
(آلیاژ مسی) ترموكوبل نصب گردید. خلاصه و نتیجهگیری : تكنیك
ترموكوپل تعبیه شده (ETC)
بعنوان ابزاری برای اندازهگیری تغییرات دمای گذرا در جامدات
مورد ارزیابی قرار گرفته است. این آزمایشات بر روی سه نوع
پلیمر كه در معرض ضربه سرعت بالا قرار داشته (معمولا 30
m/s)
انجام پذیرفته است. ثبت دمایی نشان میدهد كه ترموكوپل تعبیه
شده آن دسته از دماهای گذرا را اندازهگیری میكند كه در نتیجه
تبدیل انرژی كرنشی به گرما بدست آمده است. واكنش ترموكوپل را
میتوان با بررسی حل معادله گرمای گذرا برای یك محدوده كه در
معرض دمای سطح ثابت میباشد پیش بینی نمود. واكنش ضربهای پیش
بینی شده را میتوان برای وامیختگی ركوردهای آزمایشی مورد
استفاده قرار داد تا آنكه دقت آزمایشات افزایش یابد. نتایج
جاری نشان میدهد كه این تكنیك را میتوان برای بررسی مشكلات
گذرایی در پلیمرها بكار گرفت.
كسب اطلاعات بيشتر
12- ساخت لیوان ترموالكتریكی
اجازه دهید تا با ساخت یك لیوان بزرگ قهوه كه با استفاده از
گرما ، بوسیله مبدلهای انرژی مشابه با مبدلهای استفاده شده در
كاوشگرهای فضایی، نیرو ایجاد میكند حسادت همكلاسیهای خود در
دانشگاه را برانگیزید. با تجهیز یك لیوان به مبدلهای انرژی
ترموالكتریك و هیت سینك یا حرارت گیر قادر خواهید بود تا یك
موتور كوچك یا دیگر ادوات الكتریكی را بحركت درآورید. شما حتی
میتوانید ادعا نماید كه از نظر حفظ محیط زیست مسئول بودهاید
، چرا كه توانستهاید كارهای مناسب را از طریق گرما و استفاده
از ادواتی انجام دهید كه در حقیقت آشغالهایی بیش نبوده و
چنانچه از آنها در این مورد استفاده نمیكردید مواد غیرمصرفی
میبودند. كاوشگرهای فضایی نظیر كاسینی یا ویهجر آنقدر از
خورشید فاصله دارند كه نمیتوانند از سلولهای خورشیدی استفاده
نمایند. آنها در عوض انرژی خود را از
RTG
ها (ژنراتورهای ترموالكتریك رادیوایزوتوپ) بدست میآورند. این
ادوات كه در حقیقت محفظه تقویت شده حاوی سوخت دیاكسید
پلوتونیم میباشد، بواسطه كاهش تدریجی مواد رادیواكتیویته گرم
باقی میمانند. از آنجائیكه این ژنراتورها میبایست بصورت
مطمئن برای قرنها در فضا بدون هیچگونه دستكاری ، تنظیم و
روغنكاری كار كنند، ناسا گاری ژنراتورهایی كه با موتور پیستونی
كار میكنند به ژنراتورهایی نیاز دارد كه به تعویض قطعات محتاج
نباشند. پاسخ بدین نیاز همان مبدلهای ترموالكتریك میباشد -
ابزارهای اتصال نیمهرسانا كه به هنگامی كه گرما بسمت آنها
جاری میشوند تولید نیرو مینماید. این ابزارها با وجود آنكه
كارایی بسیار بالایی ندارند، قابل اطمینان و سالم میباشند.
ادوات ترموالكتریك : نتیجه ترموالكتریك ، تولید یك جریان
الكتریكی در محل تقاطع دو ماده غیرمشابه میباشد ( این دو ماده
معمول فلزات میباشند ولی تاثیر در برخی از نیمه رساناها مانند
ژرمانیوم سیلیكون و تلوراید سرب بیشتر است) آن هم در صورتی كه
نقاط تقاطع دماهای متفاوتی داشته باشند. ارتقای عملكرد :
رسانایی گرمایی همانند رسانایی الكتریكی است . جریان گرما
همانند جریان الكتریكی بوده و دما نیز همانند ولتاژ میباشد.
مدار دمایی زنجیرهای از مقاومتها از ولتاژ بالا (مایع گرم) تا
«زمین» - هوای خنك – را تشكیل میدهد. در صورتی كه مقاومت
گرمایی كم باشد، پس «جریان الكتریكی» یا جریان دمایی بالاترین
میزان را خواهد داشت. به منظور استخراج بیشترین نیروی الكتریكی
از مبدل، انتخاب امپدانس بار بطور دقیق (همانند سلول
فوتوولتائیك) مهم میباشد. با استفاده از بار امپدانس بسیار
بالا میتوان ولتاژ مدار باز را اندازه گرفت، ولی در این خصوص
تنها جریانهای بسیار كوچك قابل قبول خواهد بود. من دریافتم كه
با یك هیت سینك
mm40
و یك لیوان فلزی با لبههای صاف ، قادر خواهم بود تا نیرویی در
حدود 0.3 ولت و چندین ده میلیآمپر را به ازای هر مبدل بوجود
آورم.
كسب اطلاعات بيشتر
13- پوشش رسوبی ابرشبكههای نیمه رسانا برای كاربردهای
ترموالكتریك
خلاصه : پیشرفتهای شدید تئوریكی خصیصههای ترموالكتریك مواد در
خلال سالیان اخیر با استفاده از تحدید كوانتوم در
نانوساختارهای نیمه رسانای جدید منجر به بوجود آمدن موارد قابل
ملاحظه در جامعه ترموالكتریك گردیده است. بنابراین ، ما نسبت
به بررسی مسائل مواد حیاتی برای ساخت ساختارهای تحدید شده
كوانتوم با استفاده از پوشش ماگنتروندر خانوادههای مواد
تلوراید سرب و تلوراید بیسموت اقدام كردهایم. همچنین ما نسبت
به سنتز یا ساخت ساختارهای مادولهای از مواد ترموالكتریك كه
دارای نقاط دولایه به كوچكی 3.2nm
میباشند اقدام نموده و نشان دادهایم كه آنها در دماهای رسوبی
بالا برای رشد لایههای با كیفیت دارای ثبات یا استقامت
میباشند. موارد حیاتی در خصوص رشد لایه با كیفیت نظیر
هستهگذاری و شرایط رشد و تأثیرات آنها در مسیر كریستال و رشد
ریختشناسی مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسیها نشان داده
است كه هستهگذاری لایه در دمای زیر دمای رشد خصیصههای
الكتریكی بهینه باعث تولید لایههای با كیفیت بالا میشود. كار
ما در خصوص پوشش رسوبی ، كه به صورت ذاتی یك فرآیند رسوبگذاری
با درجه بالا میباشد ، منجر به ساخت یك پایه و اساس
تكنولوژیكی مورد نیاز جهت توسعه تولید اقتصادی این مواد
پیشرفته گردیده است. نرخ بالای رسوبگذاری حیاتی میباشد چرا
كه حتی با وجود برقراری كارایی قابل مقایسه با سیستمهای
خنكسازی بر اساس
CFC
، میزان زیادی از مواد تحدید یافته كوانتومی برای بوجود آوردن
شرایط قابل قبول محصولات از نظر هزینه لازم میباشد. مقدمه :
تأثیر ترموالكتریك با استفاده از حاملان بار (شارژ) از انرژی
گرمایی انتقالی استفاده نموده تا بدین وسیله نسبت به ساخت
سیستم خنك كننده حالت جامد با جریان الكتریكی اقدام نموده.
رویه تجربی : ما كلیه لایهها را برای انجام این آزمایشات با
استفاده از پوشش ماگنترون بوجود آوردیم. سیستم پوشش به صورت
برودتی پمپ شده و بهترین فشار در حدود. سپرهایی نیز اطراف
تفنگها قرار میگیرند تا از بروز آلودگی جانبی بین منابع پراش
جلوگیری شود. این سپرها گرم شده تا یك جداره گرم محیطی را در
اطراف ناحیه روسوبی فراهم آورند. نتایج : این بخش نتایج بدست
آمده از بررسیهای به عمل آمده بر روی دو خانواده تك لایهای و
چند لایهای مواد ترموالكتریك را مورد مطالعه قرار میدهد.
غشاهای با كیفیت تكلایه را میبایست مورد تجزیه و تركیب قرار
داد. كنترل رشد ریختشناسی برای غشاهای تكلایه : ریختشناسی
رشد غشای تك لایه در رشد متوالی دو جزء غشاهای چندلایه حیاتی
میباشد. خصیصههای الكتریكی : دوپینگ یكی از موارد مهم برای
عملكرد الكتریكی در مواد ترموالكتریك نیمه رسانا میباشد. برای
هر دوی این مواد
Te
تمایل به تبخیر مجدد از سطح به هنگام رشد داشته بنابر این
تأمین نیروی اضافی
Te
برای سطح رشد در تحصیل استوكیومتری مهم یباشد.
سیستمهای چندلایه : با دستیابی به سطح رشد مورد نظر در غشاهای
PbTe
تك لایه، تلاشی برای رشد غشاهای چندلایه. شرایط رشد لایههای
نازك ترموالكتریك ... بوسیله پوشش ماكنترون مورد بهینهسازی
قرار گرفته است. بوسیله هستهگذاری لایه در دمای زیر دمای رشد،
لایههای كاملا جهتدار متناسب بر
BaF2
و میكا رشد داده شد. ساختارهایی كه دارای بعدهای مناسب برای
تحدید كوانتوم میباشند از مواد ترموالكتریك با استفاده از
پوشش ساخته شدهاند.
كسب اطلاعات بيشتر
14- مواد غشایی نازك چندلایه
BixTe3/Sb2Te3
نانومقیاس برای رسانایی گرمایی كاهش یافته
خلاصه : غشاهای نازك چندلایه با استفاده از تبخیر آنتیموان
جامد (III)
تلوراید و بیسموت (III)
تلوراید بعنوان مواد ترموالكتریك (TE)
بصورت ترتیبی رشد داده شد. غشاهای چندلایه رشد داده شده دارای
ساختار متناوب متشكل از یازده یا سی و نه لایهغشاء نازك
جایگزین میباشند، ضمن آنكه ضخامت هر لایه نیز
nm10
است. آنالیز طیف سنج پراكنش عقبی رادرفورد (RBS)
نشان میدهد كه لایههای تلوراید آنتیموان تهنشین یا تركیب
شده دارای استوكیومتری مورد نظر
Sb2Te3
بوده و لایههای تلوراید بیسموت بصورت
Bi1.1Te3.0
میباشند. برای اندازهگیری رسانایی گرمایی غشاهای نازك
چندلایه از سیستم اندازهگیری رسانایی گرمایی -- استفاده شد.
همچنین به منظور ارتقای رسانایی گرمایی غشاهای نازك چندلایه،
كاشت یون 5
MeV
Si
در دستور كار قرار گرفت. ادوات ترموالكتریك نیز ساخته شدند تا
با استفاده از آنها برای اندازهگیری ولتاژ ترموالكتریك سطح
متقاطع یا رندهای و تعیین ضریب سیبك با استفاده از غشاهای
نازك چندلایه اقدام شود. علاوه براین ، در این تحقیق مشخص
گردید كه مواد غشاینازك چندلایه نانوساختار از رسانایی دمایی
كمتری در مقایسه با مواد حجیم متعارف بهرهمند میباشند و
همچنین كاشت یون
Si
میتواند رسانایی دمایی غشاهای نازك چندلایه را كاهش دهد.
كلمات كلیدی: چندلایه، كاشت یون
Si
با انرژی بالا، تلوراید آنتیموان، تلوراید بیسموت، طیف سنج
پراكنش عقبی (بكاسكترینگ) رادرفورد، سیستم اندازهگیری
رسانایی گرمایی بروش-- ، ضریب سیبك ، رسانایی دمایی . مقدمه :
در این مقاله، ما رشد نانومقیاس غشاهای نازك چندلایه
BixTe3/Sb2Te3
، با استفاده از تبخیر تلوراید آنتیموان جامد و تلوراید بیسموت
بعنوان مواد ترموالكتریك (TE)،
را گزارش نمودهایم. مواد ترموالكتریكی برای كاربردهای تولید
نیروی ترموالكتریك و خنكسازی میكروالكتریك مفید میباشند.
تاثیر ترموالكتریك در حقیقت ظهور یك میدان الكتریكی همراه با
یك گرادیان دمایی بكار گرفته شده در یك ماده میباشد، -
جزئیات مربوط به آزمایش : سیستم رسوبی
CIM-AAMU
تبخیركنندههای دو تفنگی الكترونی برای تبخیر مواد جامد به
منظور رشد غشاهای نازك چند لایه در سطوح لایههای زیرین مورد
استفاده قرار گرفت. نتایج و مباحث : لایههای نازك تلوراید
آنتیموان و تلوراید بیسموت بر روی زیرلایههای سیلیكون برای
آنالیز طیف سنجی بكاسكترینگ رادرفورد (RBS)
رشد داده شد. غشای نازك چند لایه كه از 39 لایه بهرهمند است
، بوسیله یونهای
Si
5MeV
بمباران شده تا آنكه رسانایی گرمایی بهبود یابد. خلاصه :
غشاهای نازك چندلایه
BixTe3/Sb2Te3
بوسیله تبخیر تلوراید آنتیموان جامد و تلوراید بیسموت رشد
داده شد. لایههای تلوراید آنتیموان رشد داده شده دارای
استوكیومتری
Sb2Te3
و لایههای تلوراید بیسموت
Bi1.1Te3.0
بودند. ادوات ترموالكتریك با استفاده از غشاهای چندلایه ساخته
شده و ضریب سیبك و رسانایی گرمایی غشاهای نازك چندلایه
اندازهگیری شد.
كسب اطلاعات بيشتر
15- پدیده هال و نیروی دمابرقی مرتبط با مقاومت مغناطیسی بزرگ
در تركیبات
FeRh
خلاصه : اندازهگیریهای همزمان مقاومت مغناطیسی ، مغناطیس
پذیری، تاثیر هال، نیروی دمابرقی و دمای خاص تركیب
FeRh
، جائیكه 3.5
at.% Ni
(نیكل) در مقرهای
Fe
(آهن) تغلیظ گشته است، به منظور توضیح و مشخص نمودن منبع پدیده
بزرگ مقاومت مغناطیسی از طریق انتقال متامغناطیسی یا متامگنتیك
از حالت آنتیفرومگنتیك (AF)
به حالت فرومگنتیك (F)
مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. ضریب هال علامت یا نشان
خود را از طریق انتقالات متامغناطیسی تغییر میدهند. علامت
نیروی دمابرقی نیز از طریق انتقال از حالت
AF
به
F
از مثبت به منفی تغییر مینماید.ضریب دمای خاص الكترونیك به
میزان قابل توجهی از طریق انتقال متامغناطیسی از حالت
AF
به
F
افزایش مییابد. این نتایج بر این نكته تاكید میكند كه تاثیر
مقاومت مغناطیسی بزرگ در تركیبات
FeRh
منجر به بازسازی سطح فرمی در امتداد انتقال متامغناطیسی
میشود. در دماهای كم، انتقالات متامغناطیس دو- مرحلهای یافت
شده است، كه خود یك حالت غیرجبرانی
AF
یا فرومغناطیسی در ناحیه فیلد- میانی اطراف 3-2
T
را تنها در فرآیند افزایش فیلد عنوان میدارد. مقدمه : برای
مدت بیش از 50 سال توجه زیادی معطوف به خصیصههای مغناطیسی و
انتقال الكتریكی تركیبات
FeRh
منظم شده است. سیستم
FeRh
منظم دارای یك ساختار
CsC1-
گونه میباشد. بر اساس گزارشات این سیستم از خود یك
انتقال فاز مرتبه اول از حالت پایه آنتیفرومگنتیك (AF)
به حالت فرومگنتیك (F)
حول دمای بحرانی ... را ارائه میدهد. در این مقاله، ما
اندازهگیریهای همزمان مقاومت ویژه ، تاثیر هال، نیروی
ترموالكتریك و مغناطیسی نمودن تركیب
FeRh
تغییر یافته را مورد بررسی قرار میدهیم. در تركیب
FeRh
تغییرنیافته ، فیلد بحرانی (HC)
بسیار بزرگتر از آن است كه كسی بتواند وابستگی فیلد مغناطیس و
خصیصههای انتقال را از طریق انتقال متامغناطیس اندازهگیری
نماید. نتایج تجربی : مقاومت مغناطیسی و تاثیر هال : شكل 1
نشان دهنده وابستگی فیلد مقاومت ویژه هال ، مقاومت ویژه
الكتریكی و مغناطیسی شدن در
k200
میباشد. در این دما، نمونه در هر فیلد بصورت فرومغناطیس بوده
و نه نشان دهنده انتقال متامغناطیس و نه تاثیر
GMR
میباشد. مباحث : در این بخش، ما تمركز خود را بر روی مكانیزم
GMR
خواهیم گذاشت و علت این امر نیز بازسازی سطح فرمی مرتبط با
انتقال متامغناطیس در سیستم
FeRh
میباشد. گوناگونی قابل توجه در تاثیر هال وجود دارد شامل،
نیروی دمابرقی و ضریب گرمایی خاص الكترونیكی همراه با شناسایی
نقطه گشتاور مغناطیسی تا یك میزان تغییر محسوس سطح فرمی در
سیستمهای
FeRh
در انتقال متامغناطیس. نتیجهگیری : ما مقاومت مغناطیس ،
مغناطیس كردن، تاثیر هال، نیروی دمابرقی و دمای ویژه را بطور
همزمان برای یك تركیب
Fe(3.5%
Ni)Rh
را مورد بررسی قرار داده تا از این طریق مبدا
GMR
را از طریق انتقال متامغناطیس بدست آوریم. ضریب هال ، علامت
خود را از طریق انتقالات متامغناطیس تغییر میدهد. علایم نیروی
دمابرقی برای حالتهای
F
و
AF
ممكن میباشد. ضریب دمایی ویژه الكترونیكی به میزان قابل توجهی
از طریق انتقال متامغناطیس از حالت
AF
به حالت
F
افزایش مییابد.
كسب اطلاعات بيشتر
16- تاثیر ولتاژ ترموالكتریكی در اكسید پلیاتیلن
خلاصه : رسانایی اكسید پلیاتیلن (PEO)
با استفاده از یك مدل بسیار فعال سه بعدی كه فعل و انفعالات
الكترواستاتیك بین یونها را مورد ملاحظه قرار میدهد تشریح
میگردد. یونها بر فراز سدهای انرژی در یك انرژی پتانسیل
چندحفرهای به نوسان در میآیند. به منظور شناسایی این مورد كه
آیا شارژهای مثبت یا منفی در این رسانایی مهم میباشند یا خیر،
ولتاژ ترموالكتریك مورد اندازهگیری قرار میگیرد. این
نمونهها بین دو الكترود آلومینیومی محاط گشتهاند. این اكسید
بین الكترودها و
PEO
همانند یك لایه بلوكه كننده عمل مینماید. دمای هر الكترود
بوسیله عنصر پلتیر كنترل میشود. یك مرحله دمایی بوسیله تغییر
در دمای یكی از عناصر پلتیر در الكترود بكار گرفته میشود.
بواسطه این گرادیان دمایی ، شارژهای موبایل یا متحرك كه بصورت
دمایی نوسان مییابند از گرمترین ناحیه نمونه تا سردترین قسمت
آن فعال میگردند. مسیر ولتاژ ترموالكتریك اندازهگیری شده
معرف نوع شارژهای موبایل میباشد. به این نكته نیز پی برده شده
است كه شارژهای مثبت ، موبایل یا متحرك میباشند. علاوه بر
این، نشان داده شده است كه مقدار مطلق ولتاژ ترموالكتریك بستگی
به بلندیهای سد انرژی در انرژی پتانسیل چندحفرهای دارد. 1-
مقدمه : الكترولیتهای پلیمر جامد ، مخصوص اكسید پلیاتیلن (PEO)
، در سالیان اخیر مورد بررسی قرار گرفته است. در خلال آزمایشات
قبلی لایههای نازك
PEO
با استفاده از تكنیك چرخشی از مایعات آبی به سیلیكون یا
زیرلایههای اولیه آلومینیوم بدست آمد. 2. مدل تجربی : برای
بیان حالت رسانایی در نمونه از یك مدل هوپینگ سهبعدی استفاده
میشود كه نوسانات فعال شده گرمایی یونها را بصورت انرژی
پتانسیل چندحفرهای مورد بررسی قرار میدهد. 3- موارد آزمایشی
: برای اندازهگیری ولتاژ ترموالكتریك ، نمونه در بین دو
الكترود آلومینیومی قرار گرفت (شكل 3). دمای هر الكترود را
میتوان بوسیله یك عنصر پلتیر كه بصورت الكتریكی بوسیله پلیت
مسی زمین از الكترود جدا شده است تحت كنترل درآورد. بدین روش،
از جفت شدگی الكتریكی بین عناصر پلتیر و اندازهگیری ولتاژ
ترموالكتریك ممانعت میشود. 5. شبیهسازی : به منظور تایید
نتایج محاسبات كلی
Utho
(معادله 12) یك شبیهسازی كامپیوتری با ... و ... در حالت
اتصال كوتاه انجام پذیرفت. 6. نتیجهگیری : تاثیر ولتاژ
ترموالكتریك با استفاده از
PEO
دوپ نشده مورد اندازه گیری قرار گرفت و مشخص گردید كه یونهای
مثبت گونههای متحرك در ماده میباشند. این تاثیر با استفاده
از پتانسیل چند حفرهای تشریح گردید كه در آن یونهایی كه
قابلیت نوسان را داشته باشند میتوانند بصورت دمایی فعال شوند.
كسب اطلاعات بيشتر
17- اعتبار فرضیه تعادل گرمایی منطقهای در همرفت طبیعی از یك
صفحه عمودی واقع شده در یك منطقه منفذدار مدل غیر دارسی
خلاصه : اعتبار فرضیه تعادل گرمایی منطقهای در همرفت طبیعی
حاصل از یك صفحه عمودی كه در منطقه منفذدار قرار دارد بصورت
تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی براساس مدل دو
فازی(اسكومن) میباشد كه از عبارت برنیكمن(شرایط بدون لغزیدگی)
برای پوشیدگی جریان استفاده میكند. معلوم شده است كه چهار
پارامتر بدون بعد وجود دارد كه فرضیه تعادل گرمایی منطقهای را
كنترل میكند : عدد حجمی بیوت(Biv)
، عدد رایلی اصلاح شده (
Ram)
، عدد دارسی اصلاح شده (Da)
و نسبت ویسكوزیته موثر به دیسكوزیته دینامیك (l)
، تاثیرات این پارامترها بررسی شدهاند و یك معادله متناسب
برای تعیین ناحیهای كه در آنجا فرضیه تعادل گرمایی منطقهای
معتبر است، یافت شده است. كلمات كلیدی : ناحیه منفذدار ، دوفاز
، غیر دارسی ، جریان تیغهای ، همرفت طبیعی. 1- مقدمه : در
سالهای اخیر، انتقال حرارت همرفتی بر روی یك صفحه عمودی كه در
یك محیط منفذدار قرار گرفته است، مورد توجه قرار گرفته و توسعه
یافته است كه این امر به علت كاربردهای گسترده آن بوده است،
مانند جمع كنندههای صفحات منفذدار، كارآیی انرژی زمین گرمایی،
عایقبندی رآكتورهای هستهای، ذخیرهسازی غذا، فیلتر كربن،
افزایش بازیافت منابع نفتی و كاربردهای متعدد دیگر. 2-
فرمولسازی ریاضیاتی: یك جریان شناورسازی، تیغهای، پایدار
دوبعدی در بالای یك صفحه عمودی، كه در یك محیط منفذدار یكنواخت
و اشباع شده قرار گرفته است، در نظر گرفته میشود. نتایج و بحث
: تاثیر عدد دارسی اصلاح شده، عدد حجمی بیوت، عدد رایلی اصلاح
شده و نسبت ویسكوزیته موثر به دینامیك مورد بررسی قرار گرفته
است و نتایج در شكلهای 1 تا 4 نشان داده شدهاند. 5-
نتیجهگیری : در این تحقیق، اعتبار فرضیه تعادل گرمایی محلی
برای مورد انتقال حرارت همرفتی از یك صفحه عمودی، كه در محیط
منفذداری قرار گرفته است، بررسی میشود. این بررسی براساس مدل
توسعه یافته برنیكمن _ دارسی است و فرض میشود كه فازهای جامد
در سیال بعلت انتقال حرارت بین آنها، در تعادل گرمایی محلی
نیستند. كسب
اطلاعات بيشتر
18- وابستگیهای دمای رسانایی الكتریكی ، اثر هال و نیروی
ترموالكتریك تك بلورهای
Tl2Se3
چكیده : رسانایی الكتریكی (s)
و ضریب هال (RH)
تك بلورها كه از یك ذوب شده رشد یافته در فاصله دمای
k
388-183 بررسی شده است. بررسیها نشان داد كه نمونههای انتخاب
شده ما از نوع رسانایی نوع
p
هستند. وابستگی تحرك (جنبش) هال بر دما به صورت گرافیكی نمایش
داده شد. شكاف انرژی ممنوع (ممنوعه) محاسبه شده و مقدار 0.12
eV
بدست آمده ، در حالیكه انرژی یونیزاسیون سطوح ناخالص برابر با
0.12
eV
بود. مقادیر رسانایی الكتریكی ، ضریب هال و تراكم حامل در دمای
اتاق به ترتیب برابر با10-3
W-1
cm-1
´
1.44 ، 6.33 ´ 105cm3
c-1
و9.39 ´ 1011
cm3
بوده است. تحرك (جنبش) هال در دمای اتاق (mH)
مقدار 9.886 ´ 102
cm2
V-1
s-1
را به خود اختصاص داد. همچنین نیروی متروالكتریكی (TEP)
در فاصله دمایی
K
376-180 مورد بررسی قرار گرفت. همچنین رابطه بین
TEP
و تراكم حاملهای بار و رسانایی الكتریكی مورد مطالعه قرار
گرفت. تحركها (جنبشها)، جرمهای موثر ، زمانهای آسایش ،
طولهای انتشار (نفوذ) و ضریبهای انتشار برای حاملهای اقلیت
و اكثریت در دمای اطاق بدست آمد. 1- معرفی : در سالهای اخیر
توجه زیادی به بررسی خصوصیات گوناگون فیزیكی كلكوژناید تالیوم
داده شده و این به علت خصوصیات نیمهرسانایی جالب آنها است.
ساختار سلنید – تالیوم با وجود 3 تركیب مشخص میشود.
Tl2Se
, TlSe
,
Tl2Se3.
تركیب
Tl2Se3
بصورت پریتكتیك ذوب میشود. در حالیكه
Tl2Se
و
TlSe
به علت ثبات (پایداری) تركیبات تالیوم یك ظرفیتی به صورت
هماهنگ ذوب میشوند. 2- جزئیات آزمایشی : جزئیات تجهیزات
آزمایشی برای كریستال رشد نموده توسط روش بریدجمن (Bridgman)
در جای دیگر مواد مورد نظر از آلدرچ (Aldrich)
با 9999/99% خالصی برای
Tl
و
Se
تهیه شدند. 3- نتایج و بحث : رسانایی الكتریكی
s
از طریق فاصله دمایی
k388-183
اندازهگیری شد. منحنی كاملا شبیه رفتار نیمهرسانای ساده است.
4- نتیجهگیری : كار حاضر مشخص كرد كه
Tl2Se3
یك نیمهرسانای ساده با یك وقفه انرژی (فاصله انرژی) برابر با
1.34
eV
است. تركیب رسانایی الكتریكی، اثر هال و دادههای نیروی
ترموالكتریكی به ما اجازه میدهند كه پارامترهای فیزیكی زیادی
از جمله ارتفاع (عمق) مركز ناخالصی، ضریب هال، تراكم حامل،
تحركهای هال برای حاملهای اكثریت و اقلیت، طول انتشار و ضریب
انتشار را استنباط كنیم. كسب
اطلاعات بيشتر
19- برون یابی بهینه قانون اصطكاك حاصل از جفتشدگی گرما _
مكانیكی در تغییر شكل لایهای مواد ویسكوالاستیك
خلاصه : یك مدل گرما _ مكانیكی از تغییر شكل لایهای مواد
ویسكوالاستیك بصورت جایگزینی برای مقاومت اصطكاكی ایجاد شده
است. فرض میكنیم كه شكل لایهای لایههای یك بعدی یك ماده
ویسكوالاستیك ماكسولی با سرعت ثابت
U
و دمای ثابت -- در مرزها تشكیل شده است. سرعت كرنش در اثر
تغییر شكل ویسكوز هم به دما بستگی دارد و هم به تنش لایه. بعلت
رقابت بین گرم شدگی اصطكاكی و سرد شدگی هدایتی ، دمای داخل
لایهها افزایش مییابد. نتایج ما نشان میدهند كه (1) علامت
-- هنگامی كه
U
افزایش مییابد از مثبت به منفی تغییر میكند كه در اینجا --
تنش لایهای د رحالت پایدار میباشد و (2) با افزایش -- سرعت
ورودی در بالای جایی كه علامت -- منفی است افزایش مییابد. این
نتایج این مطلب را میرساند كه حد لبه پایینی منطقه زلزله خیز
با تغییر در علامت -- كه ناشی از افزایش دمای وابسته به عمق
میباشد ، قابل تشخیص است. مقدمه : عموما معلوم شده است كه
دلیل اینكه زلزلهها فقط در داخل بالاترین بخش زمین اتفاق
میافتند (بجز زلزلههای عمیق در قطعات فرو رفته) شرایط محیط
نظیر دماست كه وقوع ناپایداری لغزشی را در داخل بخش سطحی
لیتوسفر محدود میكند. بنابراین برای مطالعه تاثیر دما بر روی
رفتار لغزشی، دانستن محلها و یا محدوده عمق منطقه زلزله خیز
بسیار مهم است. در این مقاله، یك مدل فیزیكی ساده را ارائه
میكنیم كه سرعت لغزندگی و نتش را توضیح میدهد تا این موضوع
را بررسی كنیم كه دما چگونه بر رفتار لغزشی تاثیر میگذارد.
نتایج : ما محاسبات حالت پایدار را برای مقادیر متفاوت ... و
U
انجام دادیم (در ذیل، ما فقط نتایج محاسبات حالت پایدار را
مورد بحث قرار دادهایم اما راه حلهای وابسته به زمان بصورت
واقعی مورد بررسی و بحث قرار میگیرند) تفسیر نتایج : ما یك
مدل فیزیكی ساده را برای توصیف سرعت لغزیدگی و تنش براساس جفت
شدگی گرما _ مكانیكی در تغییر شكل لایهای یك ماده
ویسكوالاستیك، ارائه دادهایم.
كسب اطلاعات بيشتر
20- بررسیهای عددی امواج صوتی
مغناطیسی در تعادل گرمایی ، پلاسماهای گونههای چند یونی
خلاصه : امواج صوتی
مغناطیسی كه بصورت عمود بر یك میدان مغناطیسی خارجی منتشر
میشوند با توجه به اثر گونههای چند یونی مورد بررسی قرار
گرفتهاند. در ابتدا ، طیفهای قوی نوسانات میدان مغناطیسی و
توابع مربوط به خود در پلاسماهای تعادل گرمایی بصورت عددی بدست
آورده میشوند. در یك پلاسمای گونههای چند یونی، در مجاور
شیوه --- ، امواج زیادی در نزدیكی چندین فركانس یون الكترون
متفاوت وجود دارد. تابعهای مربوطه شبیه شیوه كه شامل این
امواج هستند به مقادیر اولیه شان بازیافت نمیشوند زیرا این
امواج اختلاط فاز مییابند. سپس با شبیهسازی ذرات، تغییرات
تدریجی اختلال عمودی ماكروسكوپی بررسی میشود. در پلاسمای
گونههای چند یونی، این اختلال میرا میشود. انرژی از میدان
مغناطیسی به یونها انتقال مییابد. كلمات كلیدی : امواج صوتی
مغناطیسی ، پلاسمای گونههای چند یونی ، میراگر موج ، انتقال
انرژی . 1- مقدمه : حضور گونههای چند یونی، تاثیرات جالبی را
بر روی امواج صوتی مغناطیسی بجای میگذارند. به عنوان مثال در
یك پلاسمای گونههای چند یونی، امواج صوتی مغناطیسی به دو شیوه
شكافته میشوند. ضربانهای غیر خطی این شیوهها حتی هنگامی كه
آنها عمود بر میدان مغناطیسی منتشر میشوند، میرا میگردند.
این میرایی بعلت انتقال انرژی از ضربان(پالس) به یونهای سنگین
میباشد. 2- محاسبات عددی : ما فرض میكنیم كه امواج صوتی
مغناطیسی بصورت عمود بر یك میدان مغناطیسی خارجی در یك پلاسمای
تعادل گرمایی یكنواخت فضایی با دمای
T
منتشر میشوند. 3- شبیهسازی ذرات : بوسیله
یك وضعیت یك بعدی (یك فضا و سه مولفه سرعت)، ذرات
الكترومغناطیس با یون كامل و دینامیك الكترون، رفتار جمعی
امواح صوتی مغناطیسی را در پلاسمای گونههای چند یونی مطالعه
میكنیم. 4- خلاصه : ما رفتار جمعی امواج صوتی مغناطیسی عمود
را در پلاسماهای گونههای چند یونی بررسی كردهایم. بصورت عددی
نشان دادهایم كه توابع دارای خودهمبستگی در پلاسمای تعادل
گرمایی بازیافت نمیشوند.
كسب اطلاعات بيشتر
