دانلود مقاله نانولوله های کربنی

اختصاصی از فی دوو دانلود مقاله نانولوله های کربنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تحقیقات اخیر روی نانوسیالات، افزایش قابل توجهی را در هدایت حرارتی آنها نسبت به سیالات بدون نانوذرات و یا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان می‌دهد. از دیگر تفاوت‌های این نوع سیالات، تابعیت شدید هدایت حرارتی از دما، همچنین افزایش فوق‌العاده فلاکس حرارتی بحرانی در انتقال حرارت جوشش آنهاست. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از نانوسیالات نتایج قابل بحثی است که به عنوان مثال می‌توان به انطباق نداشتن افزایش هدایت حرارتی با تئوری‌های موجود اشاره کرد. این امر نشان دهنده ناتوانی این مدل ها در پیش‌بینی صحیح خواص نانوسیال است. بنابراین برای کاربردی کردن این نوع از سیالات در آینده و در سیستم‌های جدید، باید اقدام به طراحی و ایجاد مدل‌ها و تئوری‌هایی شامل اثر نسبت سطح به حجم و فاکتورهای سیالیت نانوذرات و تصحیحات مربوط به آن کرد

سیستم‌های خنک کننده، یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های کارخانه‌ها و صنایعی مانند میکروالکترونیک و هر جایی است که به نوعی با انتقال گرما روبه‌رو باشد. با پیشرفت فناوری در صنایعی مانند میکروالکترونیک که در مقیاس‌های زیر صد نانومتر عملیات‌های سریع و حجیم با سرعت‌های بسیار بالا (چند گیگا هرتز) اتفاق می‌افتد و استفاده از موتورهایی با توان و بار حرارتی بالا اهمیت به سزایی پیدا می‌کند، استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته و بهینه، کاری اجتناب‌ناپذیر است. بهینه‌سازی سیستم‌های انتقال حرارت موجود، در اکثر مواقع به وسیله افزایش سطح آنها صورت می‌گیرد که همواره باعث افزایش حجم و اندازه این دستگاه‌ها می‌شود؛ لذا برای غلبه‌ بر این مشکل، به خنک کننده‌های جدید و مؤثر نیاز است و نانو سیالات به عنوان راهکاری جدید در این زمینه مطرح شده‌اند. نانوسیالات به علت افزایش قابل توجه خواص حرارتی، توجه بسیاری از دانشمندان را در سال‌های اخیر به خود جلب کرده است، به عنوان مثال مقدار کمی (حدود یک درصد حجمی) از نانوذرات مس یا نانولوله‌های کربنی در اتیلن گلیکول یا روغن به ترتیب افزایش 40 و 150 درصدی در هدایت حرارتی این سیالات ایجاد می‌کند [2] [3]؛ در حالی که برای رسیدن به چنین افزایشی در سوسپانسیون‌های معمولی، به غلظت‌های بالاتر از ده درصد از ذرات احتیاج است؛ این در حالی است که مشکلات رئولوژیکی و پایداری این سوسپانسیون‌ها در غلظت‌های بالا مانع از استفاده گسترده از آنها در انتقال حرارت می‌شود. در برخی از تحقیقات، هدایت حرارتی نانوسیالات، چندین برابر بیشتر از پیش‌بینی تئوری‌ها است. از دیگر نتایج بسیار جالب، تابعیت شدید هدایت حرارتی نانوسیالات از دما [4] [5] و افزایش تقریباً سه برابری فلاکس حرارتی بحرانی آنها در مقایسه با سیالات معمولی است.

نانولوله‌های کربنی به عنوان یکی از دو جایگزین اصلی سیم‌ها در داخل تراشه‌ها و دیگر اجزاء الکترونیکی در دهه آینده مطرح هستند. این ساختارها نه تنها هادی خوبی برای الکتریسته هستند، بلکه فوق‌العاده کوچک‌اند، بطوری که به سازندگان اجازه استفاده از میلیاردها ترانزیستور را در یک تراشه می‌دهند.

امروزه نانولوله‌ها را می‌توان تنها در آزمایشگاه و به میزان اندک تولید کرد. دستیابی به روش‌های تولید انبوه، سالها به طول می‌انجامد.

در روش کاتالیست فلزی، نیکل، آهن یا کبالت همراه با اتمهای کربن تا ذوب شدن فلز حرارت داده می‌شوند، سپس نانولوله‌های تک‌دیواره بر روی سطح فلز مذاب تشکیل می‌شوند.

متأسفانه در این روش ذرات فلزی به نانولوله‌ها چسبیده و آنها را مغناطیسی کرده و برای استفاده در ترانزیستورها غیرقابل استفاده می‌گردانند. آویریس می‌گوید: "در هر نانولوله ذره‌ای از فلز وجود دارد که برای زدودن آنها باید نانولوله‌ها را در اسیدنیتریک جوشانید که این عمل باعث تخریب نانولوله‌ها می‌گردد."

در روش ابداعــی شرکتIBM نانولوله‌ها تخریب نمی‌شوند. پژوهشگران، کریستالی که از لایه‌های سیلیکون و کربن تشکیل یافته را تا 1650 درجة سانتیگراد حرارت دادند. این عمل باعث تبخیر سیلیکون و باقی ماندن لایه‌‌ای از کربن می‌گردد. از آنجا که کربن از قبل به سیلیکون متصل شده است، پس از تبخیر سیلیکون، برای پیوند با مواد دیگر آزاد می‌شود. در این حالت، پیوند کربن با خودش، موجب تشکیل لوله‌های کربنی می‍شود.

آویریس می‌گوید، ساختار اتمی که این لوله‌های کربنی اختیار می‌کنند بعداً به صورت الگویی برای آرایش لوله‌ها به کار می‌رود به طوری که می‌توان از آنها در ساخت پردازشگرها استفاده کرد. این ساختارها برای ایجاد ترانزیستور باید به صورت شبکه‌هایی از خطوط موازی تشکیل شوند.

1.   تولید نانولوله های کربنی با سوزاندن گیاهان:

محققین دانشگاه Northeast Normal   چین موفق به ساخت نانوتیوب های کربنی چند دیواره با قطر 50-30 نانومتر با گرم کردن چمن در حضور اکسیژن شدند.

به گفته Enbo Wang تولید نانوتیوب های حاصله از چمن دستاورد جدید و سازگار با محیط زیست است. استفاده از محصولات طبیعی تجدید پذیر به عنوان منبع کربن در حضور اکسیژن، به عنوان یک واکنش اکسیداسیونی، فواید زیادی را در حفظ و نگهداری محیط زیست، بهره­برداری از مزارع و محصولات طبیعی عاید انسان خواهد کرد.

در این پژوهش Wangو همکاران، پس از جمع آوری نمونه های چمن و قبل از خشک کردن، آنها را خرد کرده و در حرارت 250 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت قرار دادند . سپس مواد حاصله را در 600 درجه سانتی گراد به مدت 20 دقیقه در ظروف دربسته حاوی 15میلی لیتر اکسیژن گذاشته و پس از سرد نمودن به آن اکسیژن تزریق کرده و مجددا چرخه دمایی را تا 50 دوره تکرار کردند .

محصول این فرایند  نانوتیوبی باطول µm 1، قطر خارجی nm30-50 و قطر داخلی nm 10-30 بود که محققین بازده این آزمایش را 15% تخمین زده بودند . اخیرا با افزودن آب به این واکنش دریافتند که سنتز و خالص سازی نانوساختارها با سیستم C-H-O به راحتی ممکن می شود .

به گفته Wang این حالت ما را به دنبال روش جدیدی برای ساخت مستقیم نانولوله ها از طریق تغییر  کربوهیدرات ها و تبدیل آنها به آب و کربن خالص سوق می دهد، به طوری که نه تنها  مشکل محدودیت کربن خالص را حل می کند ، بلکه به ما ایده به دست آوردن اتم فعال کربن برای ساخت نانوتیوب ها  را هم می دهد .

به نظر  محققین پیش تیمار چمن ها باعث از بین رفتن پروتئین ها و ترکیبات روغنی می شود و در پی آن تیمار در دمای 600 درجه سانتی گراد باعث دهیدراته شدن سلولز و و تبدیل آن به ساختارهای نانوکربنی شود همانند فرایند اکسیداتیو دلیگنیفیکاسیون می­شود.

اکثر گیاهان و مخصوصا چمن ها دارای آوندهایی از جنس سلولز، همی سلولز و لیگنین برای حمل و نقل مواد به سایر اندام ها می باشند. این ساختارهای لوله مانند منبعی از کربن هستند که نقش اساسی در تولید نانوتیوب ها ایفا می کنند. استفاده از همان دما بر روی کربوهیدرات هایی که فاقد شکل لوله ای هستند مانند گلوکز و ساکارز، نانو لوله های اندکی را تولید خواهد کرد . اما چوب و کنف- مواد گیاهی با ساختار لوله ای - منبع مفیدی برای تولید نانولوله ها می باشند.

به گفته  Zhenhui Kang ، نانولوله های تولیدی دارای نقص هایی در دیواره می باشند اما با این وجود از آنها می توان در کاتالیز مواد مانند کاتالیزورها استفاده نمود.

به گفتهُ وی محققان با بررسی تاثیر واکنش های  مختلف بر میزان تولید نانو لوله های کربنی به دنبال یافتن راه ایده آل  با راندمان بالا و هزینه کم می باشند که این پروسه راه جدیدی را برای گسترش ساخت نانولوله های کربنی فراهم می کند.

فهرست مطالب:

چکیده 1

مقدمه: 3

فصل اول :

1. تولید نانولوله های کربنی با سوزاندن گیاهان: 6

فصل دوم :

1. انتقال گرما به وسیله نانوسیالات.... 9

2 . تهیه نانوسیالات.... 11

3 . انتقال حرارت در سیالات ساکن.. 13

4 . جریان، جابه‌جایی و جوشش..... 16

5 . هدایت حرارتی نانوسیال.. 18

6 . چشم‌انداز. 19

فصل سوم :

1. محققان با نانو لوله‌های کربن نخستین مدارالکترونیک تک مولکولی را ساختند : 22
2. پژوهشگران ایرانی موفق به افزایش شار و انرژی مغناطیسی نانوآلیاژ مغناطیسی شدند: ....................................................................................................23
3. نانولوله‌های پلیمری پایدار با کاربردهای نانو زیست‌فن‌آوری تولید شد : 26

فصل چهارم :

1. خوردگی در جهان نانو : 30
2. فناوری نانو چیست و چه اثری در آینده جهان خواهد داشت؟. 32
3. حفظ خواص نانولوله‌های کربنی متصل شده با افزودن هیدروژن (86/01/19 ) 39
4. روشی برای تلخیص نانو لوله های نارس (86/01/28 ) 41
5. ساخت نانو مدارهای رایانه‌ای نانو لوله ای (86/02/01 ) 42
6. رشد قطعات بریده شده نانولوله‌های کربنی (85/10/29 ) 42
7. مشاهده نانولوله‌های کربنی با پرتوهای الکترونی (85/03/01 ) 46
8. انحناپذیری نانولوله‌ها، عاملی جهت کلیدزنی (84/09/13 ) 49
9. ساخت جلیقه‌های ضدگلوله به کمک نانولوله‌کربنی (85/11/08 ) 51
10. نانو لوله‌های کربنی جاذب با آستانه تراوایی کمتر (84/06/03 ) 54

فصل پنجم :

1. جابه‌جایی شکاف انرژی نانولوله‌های کربنی با دما (85/02/27 ) 57
2. عامل‌دار کردن نانولوله‌ها بدون کاهش هدایت الکتریکی آنها (85/07/17 ) 58
3. غیرسمی‌کردن نانو لوله‌های کربنی با پوشش‌دار کردن آنها (85/03/10 ) 60
4. خالص‌سازی نانولوله‌های کربنی از طریق فرآیند مبتنی بر لیزر (85/10/30 ) 63
5. رشد نانو لوله‌های کربنی با روش CVD در دمای پایین (85/06/07 ) 66

فصل ششم :

1. پر نمودن نانو لوله های نیترید بور (82/04/04 ) 68
2. نانو لوله‌های کربنی داغترین موضوع در فیزیک (85/03/03 ) 69
3. تولید نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره به وسیله یک فرآیند پلاسمای منحصر به فرد 84/02/25 ) 71
4. معرفی پایان نامه :سنتز نانولوله‌‌های کربنی با روش رشد بر روی پایة کاتالیست آلومینا (85/12/24 ) 73
5. تشخیص و شناسایی بخارهای شیمیایی به کمک نانولوله‌های کربنی (84/02/21 ) 75

روبرت ای فریتاس.... 77

1. نخستین کنگره بین المللی نانو فناوری و کابردهای آن.. 78
2. نانولوله کربنی.. 82
3. نانولوله‌های کربنی خالص و اولین آزمایش درون بدن موجود زنده (85/10/17 ) 83
4. کاربرد نانولوله‌ها در پیل‌های خورشیدی... 86

فصل هفتم.. 95

1. تأثیر فناوری‌نانو بر بازارهای انرژی ‏ (85/12/24 ) 96
2. سنتز نانولوله‌‌های کربنی با روش رشد بر روی پایه کاتالیست آلومینا 100
3. نانولوله‌های کربنی خالص و اولین آزمایش درون بدن موجود زنده (85/10/17 ) 101

واکنش‌های جدید.. 106

مسیر انتقال کوتاه 111

1. مزایای الکترودهای نانوساختار برای تجهیزات ذخیره انرژی پرسرعت.... 115
2. استانداردسازی نانولوله‌های کربنی.. 115
3. چالش‌های استانداردسازی نانولوله‌های کربنی.. 118
4. روش‌ها و ابزار اندازه‌گیری برای مشخصه‌یابی نانولوله‌های کربنی.. 121
5. کش آمدن نانولوله‌های کربنی؛ زیربنای توسعه نسل آینده نیمه‌‌‌رساناها و نانوکامپوزیت‌ها (85/01/14 ) 129
6. ساخت نانوسیم‌های مقاوم با ساختار هیبریدی جدید (85/11/29 ) 130

12. نانو لوله کربنی ...............................................................................133

فصل هشتم :

1.خواص نانولوله کربنی.........................................................................................135

1. کاربرد نانوتیوب در صنعت ساختمان....................................................................135

3.دلایل رجحان نانولولة کربنی عبارتند از :...............................................................136

منابع .................................................................................................141

شامل 143 صفحه فقایل word قابل ویرایش

دانلود تحقیق نانولوله های کربنی از سنتزتا کاربرد

اختصاصی از فی دوو دانلود تحقیق نانولوله های کربنی از سنتزتا کاربرد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

اگر قبول کنیم که روش‌های تولید به کمک فناوری نانو به دوران طلایی خود رسیده است باید نانولوله‌های کربنی را بچه‌های طلایی این دوران به شمار آوریم. خواص منحصر به فرد (مکانیکی- الکترونیکی- شیمیایی- مغناطیسی- ) این مواد رویایی موجب شده است که قابلیت‌های کاربردی زیادی برای آن ها به وجود آید. پیش‌بینی یک بازار 12 میلیارد دلاری در مدت 5 سال ( 2002تا 2007) حاکی از آن است نانولوله‌های کربنی تأثیر بیشتری از ترانزیستور در جامعه امروزی خواهند داشت. خبرنامه فناوری نانو در راستای رسالت مشخص خود، مطالعات مختلف وگسترده ای را در زمینه نانو لوله ها صورت داده و آن ها را به صورت خبر یا مقاله (در ماه نامه و سایت ستاد) در دسترس علاقه مندان قرار داده است. در تحقیق حاضر با بررسی تمامی مقالات و خبرهای منتشر شده در100 شماره پیشین خبرنامه، ضمن جمع‌بندی خلاصه ویژگی‌ها و موانع تولید نانولوله‌ها، روند حاکم بر این محصول از سنتز تا کاربرد به طور اجمالی ارائه شده است.

اشاره

اگر قبول کنیم که روش‌های تولید به کمک فناوری نانو به دوران طلایی خود رسیده است باید نانولوله‌های کربنی را بچه‌های طلایی این دوران به شمار آوریم. خواص منحصر به فرد (مکانیکی- الکترونیکی- شیمیایی- مغناطیسی- ) این مواد رویایی موجب شده است که قابلیت‌های کاربردی زیادی برای آن ها به وجود آید.
پیش‌بینی یک بازار 12 میلیارد دلاری در مدت 5 سال ( 2002تا 2007) حاکی از آن است نانولوله‌های کربنی تأثیر بیشتری از ترانزیستور در جامعه امروزی خواهند داشت.
خبرنامه فناوری نانو در راستای رسالت مشخص خود، مطالعات مختلف وگسترده ای را در زمینه نانو لوله ها صورت داده و آن ها را به صورت خبر یا مقاله (در ماه نامه و سایت ستاد) در دسترس علاقه مندان قرار داده است. در تحقیق حاضر با بررسی تمامی مقالات و خبرهای منتشر شده در100 شماره پیشین خبرنامه، ضمن جمع‌بندی خلاصه ویژگی‌ها و موانع تولید نانولوله‌ها، روند حاکم بر این محصول از سنتز تا کاربرد به طور اجمالی ارائه شده است.

نانولوله‌ های کربنی‌ که از صفحات کربن به ضخامت یک اتم و به شکل استوانه‌ای توخالی ساخته شده است در سال 1991 توسط سامیو ایجیما (از شرکت NEC ژاپن) کشف شد. خواص ویژه و منحصر به فرد آن ازجمله مدول یانگ بالا و استحکام کششی خوب از یک طرف و طبیعت کربنی بودن نانولوله‌ها (به خاطر این که کربن ماده‌ای است کم وزن، بسیار پایدار و ساده جهت انجام فرایندها که نسبت به فلزات برای تولید ارزان‌تر می‌باشد) باعث شده که در دهه گذشته شاهد تحقیقات مهمی در کارایی و پرباری روش‌های رشد نانولوله‌ها باشیم. کارهای نظری و عملی زیادی نیز بر روی ساختار اتمی و ساختارهای الکترونی نانولوله متمرکز شده است. کوشش‌های گسترده‌ای نیز برای رسیدگی به خواص مکانیکی شامل مدول یانگ و استحکام کششی و ساز وکار عیوب و اثر تغییر شکل نانولوله‌ها بر خواص الکتریکی صورت گرفته است.می توان گفت این علاقه ویژه به نانولوله‌ها از ساختار و ویژگی‌های بی‌نظیر آن ها سرچشمه می‌گیرد.

1. ویژگی‌های نانولوله های کربنی
2. انواع نانولوله های‌ کربنی
3. روش‌های تولید نانو لوله های کربنی
4. کاربردهای نانولوله‌های کربنی
5. چالش های فراوری
6. شامل 26 صفحه فایل word قابل ویرایش

مقاله مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

اختصاصی از فی دوو مقاله مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب ورد و قابل ویرایش در 207 صفحه می باشد.

فهرست مطالب

فهرست علائم.. ر

فهرست جداول.. ز

فهرست اشکال.. س

چکیده.. 1

فصل اول..

مقدمه نانو.. 3

1-1 مقدمه.. 4

   1-1-1 فناوری نانو.. 4

1-2 معرفی نانولوله‌های کربنی.. 5

   1-2-1 ساختار نانو لوله‌های کربنی.. 5

   1-2-2 کشف نانولوله.. 7

1-3 تاریخچه.. 10

فصل دوم..

خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی.. 14

2-1 مقدمه.. 15

2-2 انواع نانولوله‌های کربنی.. 16

   2-2-1 نانولوله‌ی کربنی تک دیواره (SWCNT). 16

   2-2-2 نانولوله‌ی کربنی چند دیواره (MWNT). 19

2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی.. 21

   2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره.. 21

   2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره.. 24

2-4 خواص نانو لوله های کربنی.. 25

   2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن.. 29

       2-4-1-1 مدول الاستیسیته.. 29

       2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک.. 33

       2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها.. 36

2-5 کاربردهای نانو فناوری.. 39

   2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های کربنی.. 40

       2-5-1-1 کاربرد در ساختار مواد.. 41

       2-5-1-2 کاربردهای الکتریکی و مغناطیسی.. 43

       2-5-1-3 کاربردهای شیمیایی.. 46

       2-5-1-4 کاربردهای مکانیکی.. 47

فصل سوم..

روش های سنتز نانو لوله های کربنی .. 55

3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی.. 56

   3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی.. 56

   3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری.. 58

   3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD). 59

   3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD ).. 61

   3-1-5 رشد فاز  بخار.. 62

   3-1-6 الکترولیز.. 62

   3-1-7 سنتز شعله.. 63

   3-1-8 خالص سازی نانولوله های کربنی.. 63

3-2 تجهیزات.. 64

   3-2-1 میکروسکوپ های الکترونی.. 66

   3-2-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM). 67

   3-2-3 میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی (SEM). 68

   3-2-4 میکروسکوپ های پروب پیمایشگر (SPM). 70

       3-2-4-1 میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM). 70

       3-2-4-2 میکروسکوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM). 71

فصل چهارم..

شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته   73

4-1 مقدمه.. 74

4-2 مواد در مقیاس نانو.. 75

   4-2-1 مواد محاسباتی.. 75

   4-2-2 مواد نانوساختار.. 76

4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو.. 77

   4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد.. 77

       4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد.. 77

4-4 روش های شبیه سازی.. 79

   4-4-1 روش دینامیک مولکولی.. 79

   4-4-2 روش مونت کارلو.. 80

   4-4-3 روش محیط پیوسته.. 80

   4-4-4 مکانیک میکرو.. 81

   4-4-5 روش المان محدود (FEM). 81

   4-4-6 محیط پیوسته مؤثر.. 81

4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی.. 83

   4-5-1 مدلهای مولکولی.. 83

       4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی).. 83

       4-5-1-2 روش اب انیشو.. 86

       4-5-1-3 روش تایت باندینگ.. 86

       4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی.. 87

   4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها.. 87

       4-5-2-1 مدل یاکوبسون.. 88

       4-5-2-2 مدل کوشی بورن.. 89

       4-5-2-3 مدل خرپایی.. 89

       4-5-2-4 مدل  قاب فضایی.. 92

4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته.. 95

   4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته.. 97

   4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل.. 97

   4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله.. 98

   4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله.. 99

   4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته.. 99

       4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته.. 99

       4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته.. 99

   4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته  .. 100

فصل پنجم..

مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی .. 102

5-1 مقدمه.. 103

5-2 نیرو در دینامیک مولکولی.. 104

   5-2-1 نیروهای بین اتمی.. 104

       5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی.. 105

       5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی.. 109

   5-2-2 میدانهای خارجی نیرو.. 111

5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته.. 111

5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی.. 113

   5-4-1 مدل انرژی- معادل.. 114

       5-4-1-1 خصوصیات  محوری نانولوله های کربنی تک دیواره.. 115

       5-4-1-2 خصوصیات  محیطی نانولوله های کربنی تک دیواره.. 124

   5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS. 131

       5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود.. 131

       5-4-2-2 ارائه 3 مدل تدوین شده اجزاء محدود توسط نرم افزار ANSYS. 141

   5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB   155

       5-4-3-1 مقدمه.. 155

       5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته.. 157

       5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی.. 158

       5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان.. 158

       5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی.. 161

       5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای.. 162

       5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن.. 163

       5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه.. 167

       5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه   168

فصلششم..

نتایج.. 171

6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل.. 172

   6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره.. 173

   6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره.. 176

6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS. 181

   6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [  182

   6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره   192

6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB   196

فصل هفتم..

نتیجه گیری و پیشنهادات .. 203

7-1 نتیجه گیری.. 204

7-2 پیشنهادات.. 206

فهرست مراجع 207

چکیده

از آنجائیکه شرکت های بزرگ در رشته نانو فناوری  مشغول فعالیت هستند و رقابت بر سر عرصه محصولات جدید شدید است و در بازار رقابت، قیمت تمام شده محصول، یک عامل عمده در موفقیت آن به شمار می رود، لذا ارائه یک مدل مناسب که رفتار نانولوله های کربن را با دقت قابل قبولی نشان دهد و همچنین استفاده از آن توجیه اقتصادی داشته باشد نیز یک عامل بسیار مهم است. به طور کلی دو دیدگاه برای بررسی رفتار نانولوله های کربنی وجود دارد، دیدگاه دینامیک مولکولی و  محیط پیوسته. دینامیک مولکولی با وجود دقت بالا، هزینه های بالای محاسباتی داشته و محدود به مدل های کوچک می باشد. لذا مدل های دیگری که حجم محاسباتی کمتر و توانایی شبیه سازی سیستمهای بزرگتر را با دقت مناسب داشته باشند  بیشتر توسعه یافته اند.

پیش از این بر اساس تحلیل های دینامیک مولکولی و اندرکنش های بین اتم ها، مدلهای محیط پیوسته، نظیر مدلهای خرپایی، مدلهای فنری، قاب فضایی، بمنظور مدلسازی نانولوله ها، معرفی شده اند. این مدلها، بدلیل فرضیاتی که برای ساده سازی در استفاده از آنها لحاظ شده اند، قادر نیستند رفتار شبکه کربنی در نانولوله های کربنی را بطور کامل پوشش دهند.

در این پایان نامه از ثوابت میدان نیرویی بین اتمها و انرژی کرنشی و پتانسیل های موجود برای شبیه سازی رفتار نیرو های بین اتمی استفاده شده و به بررسی و آنالیز رفتار نانولوله های کربنی از چند دیدگاه  مختلف می پردازیم، و مدل های تدوین شده را به شرح زیر ارائه می نمائیم:

1. مدل انرژی- معادل
2. مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS
3. مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB

مدل های تدوین شده به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی نانولوله کربنی تک دیواره بکار گرفته شده است. در روش انرژی- معادل، انرژی پتانسیل کل مجموعه و همچنین انرژی کرنشی نانو لوله کربنی تک دیواره بکار گرفته می شود. خصوصیات صفحه ای الاستیک برای نانو لوله های کربنی تک دیواره برای هر دو حالت صندلی راحتی و زیگزاگ  در جهت های محوری و محیطی بدست آمده است.

در  مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS ، به منظور انجام محاسبات عددی،  نانو لوله کربنی با یک مدل ساختاری معادل جایگزین می شود.

در  مدل اجزاء محدود سوم، کد عددی توسط نرم افزار MATLAB تدوین شده که از روش اجزاء محدود برای محاسبه ماتریس سختی برای یک حلقه شش ضلعی کربن، و تعمیم و روی هم گذاری آن برای محاسبه ماتریس سختی کل صفحه گرافیتی، استفاده شده است.

اثرات قطر و ضخامت دیواره بر روی رفتار مکانیکی هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره و صفحه گرافیتی تک لایه  مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده می شود که مدول الاستیک برای هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره با افزایش قطر لوله بطور یکنواخت افزایش و با افزایش ضخامت نانولوله، کاهش می یابد. اما نسبت پواسون با افزایش قطر ،کاهش می یابد. همچنین منحنی  تنش-کرنش برای نانولوله تک دیواره صندلی راحتی پیش بینی و تغییرات رفتار آنها مقایسه شده است. نشان داده شده که خصوصیات صفحه ای در جهت محیطی و محوری برای هر دو نوع نانو لوله کربنی و همچنین اثرات قطر و ضخامت دیواره نانو لوله کربنی بر روی آنها یکسان می باشد. نتایج به دست آمده در مدل های مختلف یکدیگر را تایید می کنند، و نشان می دهند که هر چه قطر نانو لوله  افزایش یابد، خواص مکانیکی نانولوله های کربنی به سمت خواص ورقه گرافیتی میل می کند.

نتایج این تحقیق تطابق خوبی را با نتایج گزارش شده نشان می دهد.

تحقیق درباره ساخت غربال مولکولی کربنی توسط فرآیند دو مرحله ای انسداد روزنه های کربن فعال

اختصاصی از فی دوو تحقیق درباره ساخت غربال مولکولی کربنی توسط فرآیند دو مرحله ای انسداد روزنه های کربن فعال دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 26 صفحه

چکیده

در مقاله حاضر، یک روش جدید تهیه غربال های مولکولی کربنی ارائه گردیده که در آن از فرآیند دو مرحله ای رسوب گذاری کربن و انسداد روزنه ها بر روی پایه ای از جنس کربن فعال تجاری استفاده شده است. در این روش و در نخستین مرحله انسداد روزنه ها، از تجزیه حرارتی هیدروکربن های موجود در قیر قطران زغال سنگ استفاده گردید و در مرحله دوم برای کاهش بیشتر ابعاد روزنه ها تا مقدار مناسب، از تجزیه حرارتی بخار بنزن استفاده شد. نتایج نشان داده اند که در مرحله تجزیه حرارتی هیدروکربن ها، یک ساختار متخلخل یکنواخت با ابعاد روزنه هایی حدود Å 5 در کربن بوجود می آید و در مرحله دوم، قطر روزنه ها در محصول به حدود Å 4 کاهش می یابد. این عمل، جداسازی سینتیکی اکسیژن از نیتروژن توسط ماده متخلخل بوجود آمده را امکان پذیر می سازد. همچنین در بررسی های به عمل آمده، اثر دما و زمان تجزیه حرارتی بخار بنزن نیز به منظور یافتن شرایط بهینه، مورد مطالعه قرار گرفته است.

مقدمه

غربال مولکولی کربنی[1] ماده ای است متخلخل با ساختمان آمورف که به شکل صفحات در هم پیچیده شده بوده و متوسط قطر روزنه ها در آن نزدیک به اندازه مولکول های جذب شونده می باشد [1].  جداسازی مولکول ها در غربال های مولکولی کربنی بر اساس اختلاف در سرعت نفوذ آنها به داخل روزنه های ریز[2] و یا به عبارت دیگر، سرعت جذب آنها می باشد. به کمک ویژگی فوق می توان از این مواد برای جداسازی مولکول هایی با ابعاد نزدیک به یکدیگر استفاده نمود.

     غربال های مولکولی کربنی به دلیل ماهیت شیمیایی و همچنین داشتن ساختار منحصر به فرد، در مقایسه با دیگر غربال های مولکولی نظیر زئولیت ها، مزایای قابل توجهی دارند که موجب می شوند تا بتوان از آنها در کاربردهای خاص و ویژه بهره جست. این مزایا عبارت از آبگریزی بالا، مقاومت شیمیایی در برابر اسیدها و بازها، پایداری ساختار کربنی در دمای بالا و در محیط های خنثی، دارا بودن روزنه های صفحه ای شکل (که امکان جداسازی مولکول های خطی از مولکول های شاخه دار را فراهم می سازند) و همچنین هزینه پایین ساخت می باشند.

     غربال های مولکولی کربنی در حال حاضر برای جداسازی مخلوط های گازی متعددی به کار برده شده اند که از جمله آنها می توان به جداسازی هوا (اکسیژن از نیتروژن)، متان از دی اکسید کربن، متان از گزنون، اتان از اتیلن، پروپان از پروپیلن و جداسازی هیدروژن از مخلوط گازها اشاره نمود [2, 3]. امروزه کاربرد غربال های مولکولی کربنی برای جداسازی هوا به خوبی توسعه داده شده و با استفاده از این جاذب ها در فرآیند جذب نوسانی با فشار(PSA[3])، می توان جریان نیتروژنی با خلوص 95  الی 7/99 درصد را از هوا تولید کرد.

روکش کاری جوشی فولاد ساده کربنی با چدن سفید و ارزیابی رفتار سایشی

اختصاصی از فی دوو روکش کاری جوشی فولاد ساده کربنی با چدن سفید و ارزیابی رفتار سایشی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در این مقاله ی کاربردی با فرمت Pdf روکش کاری جوشی فولاد ساده کربنی با چدن سفید و ارزیابی رفتار سایشی مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته است
در این پژوهش رفتار سایشی روکشکاری جوشی فولاد ساده کربنی با چدن سفید مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور دو الکترود از جنس چدن سفید پرکرم با ترکیب شیمیایی متفاوت بر روی فولاد St37 توسط جوشکاری روکشکاری شد. سپس روکشها از نظر ساختار میکروسکوپی، سختی و سطوح سایش مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مقدار زیاد کرم به تنهایی باعث افزایش
مقاومت به سایش در چدن های سفید پرکرم نمی شود بلکه وجود ترکیب بهینه ای از کرم و عناصر آلیاژی کاربیدساز باعث افزایش موثر مقاومت به سایش می شود. بطور مثال وجود Nb و Mo درالکترود چدن سفید پرکرم نه تنها باعث ایجاد کاربیدهای NbC و استخوان ماهی شکل Fe,Mo,Cr ) 7C3) می شود بلکه باعث تغییر مورفولوژی کاربیدها و در نتیجه بهبود خواص مکانیکی و رفتار سایشی روکش می شود.