دانشگاه کاشان

 

دانشکده شیمی

 

گروه شیمی فیزیک

 

 

 

پایان نامه

 

جهت ا­خذ درجه کارشناسی ارشد

 

در رشته شیمی گرایش شیمی فیزیک

 

 

 

عنوان

 

تهیه و تعیین مشخصات نانوکامپوزیت­های زیست تجزیه پذیر

 

نشاسته- پلی وینیل الکل- کادمیم (II) سولفید

 

 

 

استاد راهنما:

 

پروفسور محسن محسن­­نیا

 

 

 

 

 

شهریور ماه 1391

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

ﭼﻜﻴده

در سال­های اخیر، تحقیقات بر روی نانوکامپوزیت­های پلیمری توجه زیادی را به خود جلب کرده است و این به دلیل خواص مکانیکی، حرارتی، نوری و شیمی فیزیکی بهبود یافته این پلیمرها نسبت به پلیمر خالص و کامپوزیت­های معمولی است. در دهه­های گذشته توجه محققان بر روی نانوکامپوزیت­های پلیمری – خاک رس متمرکز بوده است در حالی که در چند سال اخیر توجه به سمت انواع دیگر نانوذرات معدنی به منظور بهبود خواص جلب شده است.

پلی وینیل الکل (PVA)، یکی از پلیمرهای سنتزی سازگار با طبیعت و محلول در آب است که دارای خواص بسیار عالی می­باشد. این پلیمر به عنوان یک محصول تجاری و صنعتی ارزشمند، از نظر حلالیت و زیست تخریب پذیر بودن آسیب کمی به محیط زیست می­رساند و به همین دلیل مورد توجه محققین و صنعت­گران قرار گرفته است. با وجود این، خواص پلی وینیل الکل می­تواند توسط پخش نانوذرات معدنی گوناگون در ماتریس پلیمری بهبود یابد.

در این پژوهش، نانوذرات CdS به روش هم­رسوبی ساخته شده است. نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS نیز با اضافه کردن نانوذرات سنتزی به پلیمر توسط روش فرآوری محلول تهیه شده است. در راستای این پژوهش ساختار نانوذرات و نانوکامپوزیت­های تهیه شده توسط الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی انرژی پراش اشعه ایکس (EDX) مورد بررسی قرار گرفته شد. هم­چنین در این پژوهش خواص مکانیکی، حرارتی، نوری، جذب آب و تخریب آنزیمی نمونه­ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس نتایج حاصل در مورد بعضی از نمونه­ها با یکدیگر مقایسه شد.

کلمات کلیدی: پلی وینیل الکل، نشاسته، نانوکامپوزیت، نانوذرات، فرآوری محلول، خواص نانوکامپوزیت، زیست تجزیه­پذیر

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                              صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1- فن­آوری نانو چیست……………………………………………………………………………………………………………………………..1

1-2- مقدمه­ای بر پلیمرها……………………………………………………………………………………………………………………………..2

1-3-روش­های سنتز نانوذرات……………………………………………………………………………………………………………………… 5

1-3-1-روش­های شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………………. 5

1-3-1-1-ته نشینی و رسوب دهی شیمیایی………………………………………………………………………………….. 5

1-3-1-2-سل-ژل…………………………………………………………………………………………………………………………….. 5

1-3-1-3-پیش ماده­ی پلیمری………………………………………………………………………………………………………… 6

1-3-1-4-میکروامولسیون…………………………………………………………………………………………………………………. 6

1-3-1-5-هیدروترمال………………………………………………………………………………………………………………………. 6

1-3-1-6-سنتز به کمک احتراق………………………………………………………………………………………………………. 7

1–3-2-روش­های فیزیکی– شیمیایی……………………………………………………………………………………………………… 7

1-3-2-1-تجزیه حرارتی افشانه­ای…………………………………………………………………………………………………….. 7

1-3-2-2-تغلیظ گاز…………………………………………………………………………………………………………………………… 7

1-3-2-3-سایش مکانیکی………………………………………………………………………………………………………………….. 7

1-3-2-4-روش اولتراسونیک……………………………………………………………………………………………………………… 8

1-3-2-5-سیالات فوق بحرانی…………………………………………………………………………………………………………… 8

 

آ

 

1-4-کامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 8

1-4-1-انواع کامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………………………… 9

1-4-1-1-کامپوزیت­های لیفی………………………………………………………………………………………………………….. 9

1-4-1-2-کامپوزیت­های پودری……………………………………………………………………………………………………….. 9

1-5-تاریخچه فن­آوری نانوکامپوزیت…………………………………………………………………………………………………………. 10

1-6-نانوکامپوزیت­ها……………………………………………………………………………………………………………………………………. 11

1-7-انواع نانوکامپوزیت………………………………………………………………………………………………………………………………. 12

1-7-1-نانوکامپوزیت­ها بر اساس اجزای تشکیل­دهنده………………………………………………………………………… 12

1-7-2-نانوکامپوزیت­ها بر اساس ابعاد ذرات پراکنده…………………………………………………………………………… 12

1-7-3-نانوکامپوزیت­ها بر اساس ماده زمینه……………………………………………………………………………………….. 13

1-7-3-1-نانوکامپوزیت­های زمینه پلیمری……………………………………………………………………………………… 13

1-7-3-2-نانوکامپوزیت­های زمینه سرامیکی…………………………………………………………………………………… 13

1-7-3-3-نانوکامپوزیت­های زمینه فلزی-سرامیکی………………………………………………………………………… 14

1-7-3-4-نانوکامپوزیت­های زمینه فلزی…………………………………………………………………………………………. 14

1-8-مزایا ومعایب نانوکامپوزیت­ها……………………………………………………………………………………………………………… 14

1-9-روش­های تهیه نانوکامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-9-1-مخلوط­سازی مستقیم……………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-9-2-فرآوری محلول………………………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-9-3-پلیمریزاسیون درجا…………………………………………………………………………………………………………………… 17

 

ب

 

1-9-4-روش سل-ژل…………………………………………………………………………………………………………………………… 17

1-9-5-سنتز با استفاده از تمپلیت­ها……………………………………………………………………………………………………. 18

1-10-ضرورت توجه به نانوکامپوزیت­های پلیمری……………………………………………………………………………………. 19

1-11-کاربردهای نانوکامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………………. 19

1-12- اهداف تهیه نانوکامپوزیت­های پلیمری………………………………………………………………………………………….. 20

1-13- انواع پرکننده­ها با ابعاد نانو…………………………………………………………………………………………………………….. 21

1-13-1- لایه­ای…………………………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-13-2- لیفی……………………………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-13-3-کروی……………………………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-14- معرفی پلی وینیل الکل………………………………………………………………………………………………………………….. 22

1-14-1-خواص فیزیکی پلی وینیل الکل……………………………………………………………………………………………. 23

1-14-1-1- نقطه ذوب و تبلور………………………………………………………………………………………………………. 23

1-14-1-2- دمای شیشه­ای شدن………………………………………………………………………………………………….. 24

1-14-1-3- قابلیت انحلال………………………………………………………………………………………………………………. 24

1-15-تخریب پلیمرها…………………………………………………………………………………………………………………………………. 25

1-15-1-انواع تخریب…………………………………………………………………………………………………………………………….. 26

1-15-1-1-تخریب حرارتی……………………………………………………………………………………………………………….. 26

1-15-1-2-تخریب مکانیکی……………………………………………………………………………………………………………… 26

 

ج

 

1-15-1-3-تخریب با آب (تخریب هیدرولیکی)……………………………………………………………………………….. 26

1-15-1-4-تخریب با امواج مافوق صوت…………………………………………………………………………………………… 26

1-15-1-5-تخریب شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………… 27

1-15-1-6-تخریب با تشعشع…………………………………………………………………………………………………………….. 27

1-15-1-7-زیست تخریب شدن………………………………………………………………………………………………………… 27

1-16-پلاستیک­های زیست تخریب پذیر…………………………………………………………………………………………………….. 27

1-17-زیست تخریب پذیری در پلیمرها……………………………………………………………………………………………………… 27

1-17-1-پلیمرهای زیست تخریب پذیر طبیعی……………………………………………………………………………………… 29

1 -17-2-پلیمرهای زیست تخریب پذیر سنتزی……………………………………………………………………………………. 29

1-18-عوامل موثر بر زیست تخریب پذیری پلیمرها…………………………………………………………………………………… 30

1-19-روش­های زیست تخریب پذیری……………………………………………………………………………………………………….. 30

1-19-1-میکروارگانیسم­ها………………………………………………………………………………………………………………………. 31

1-19-1-1-فرآیند هوازی (در حضور اکسیژن)………………………………………………………………………………….. 31

1-19-1-2-فرآیند غیر هوازی (در غیاب اکسیژن)…………………………………………………………………………….. 31

1-19-2-آنزیم­ها………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

1-20-کاربرد پلیمرهای زیست تخریب پذیر………………………………………………………………………………………………. 31

1-21-روش­های تخریب پلیمرهای زیست تخریب پذیر…………………………………………………………………………….. 32

1-21-1-تخریب از طریق نور…………………………………………………………………………………………………………………. 32

 

د

 

1-21-2-تخریب از طریق میكروبی……………………………………………………………………………………………………….. 32

1-21-3-تخریب شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………………… 33

1-22-روش­های شناسایی نانوکامپوزیت­ها…………………………………………………………………………………………………. 33

1-22-1-استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD)…………………………………………………………………………………… 33

1-22-2-استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)………………………………………………………………… 35

1-22-3-استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)………………………………………………………………… 36

1-22-4-استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)………………………………………………………………………. 37

فصل دوم: بخش تجربی

2-1-وسایل، مواد و دستگاه­های مورد استفاده…………………………………………………………………………………………… 39

2-1-1-وسایل آزمایشگاهی……………………………………………………………………………………………………………………. 39

2-1-2-مواد شیمیایی…………………………………………………………………………………………………………………………….. 39

2-2-تعیین جرم مولکولی…………………………………………………………………………………………………………………………… 41

2-3-تهیه نمونه­ها……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 44

2-3-1-آماده سازی نانو ذرات………………………………………………………………………………………………………………… 44

2-3-1-1-روش تهیه­ی نانوذرات CdS…………………………………………………………………………………………………..44

2-3-2-آماده سازی نمونه­های نانو کامپوزیتی…………………………………………………………………………………………45

2-3-2-1-روش تهیه کامپوزیتStarch/PVA ………………………………………………………………………………… 45

2-3-2-2- روش تهیه نانوکامپوزیتStarch/PVA/CdS ……………………………………………………………….. 46

2-4-اندازه­گیری­ها………………………………………………………………………………………………………………………………………. 46

 

ه

 

2-4-1-بررسی ساختار………………………………………………………………………………………………………………………….. 47

2-4-1-1- پراش پرتو ایکس (XRD)…………………………………………………………………………………………….. 47

یک مطلب دیگر :

2-4-1-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)………………………………………………………………………… 47

2-4-1-3-طیف سنجی انرژی پراش اشعه ایکس (EDX)…………………………………………………………….. 48

2-4-2- خواص مکانیکی………………………………………………………………………………………………………………………. 48

2-4-3-خواص حرارتی…………………………………………………………………………………………………………………………. 50

2-4-3-2-آنالیز گرماسنج دیفرانسیلی روبشی (DSC)……………………………………………………………….. 50

2-4-4- طیف سنجی مرئی- فرابنفش (UV-VIS)…………………………………………………………………………… 50

2-5- بررسی جذب آب نانوکامپوزیت­ها……………………………………………………………………………………………………. 51

2-6- بررسی تخریب آنزیمی…………………………………………………………………………………………………………………….. 54

فصل سوم: بحث و نتیجه­گیری.

3-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 57

3-2- تعیین جرم مولکولی پلی وینیل الکل……………………………………………………………………………………………… 58

3-3- شناسایی ساختار نانوذرات CdS…………………………………………………………………………………………………….. 58

3-3-1- نتایج XRD…………………………………………………………………………………………………………………………. 58

3-3-2- نتایج SEM…………………………………………………………………………………………………………………………. 60

3-4- شناسایی نانوکامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………………… 66

3-4-1- نتایج XRD ………………………………………………………………………………………………………………………… 62

3-4-2- نتایج SEM…………………………………………………………………………………………………………………………. 63

3-4-3- نتایج EDX…………………………………………………………………………………………………………………………. 64

و

3-5- بررسی خواص نانوکامپوزیت­های Starch/PVA/CdS…………………………………………………………….. 66

3-5-1- نتایج آزمون مکانیکی تنش- کرنش…………………………………………………………………………………….. 66

3-5-2- نتایج آزمون حرارتی (DSC)………………………………………………………………………………………………. 70

3-5-3- نتایج جذب نور مرئی- فرابنفش…………………………. ……………………………………………………………… 74

3-5-4- نتایج آزمون جذب آب…………………………………………………………………………………………………………. 78

3-5-5- نتایج آزمون تخریب آنزیمی………………………………………………………………………………………………….83

3-5- نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 87

فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………..89

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                                            صفحه

جدول (2-1)-انواع مواد شیمیایی مورد استفاده……………………………………………………………………………………. 40

جدول (3-1)- زمان ریزش محلول­ها با غلظت­های مختلف در ویسکومتر استوالد……………………………….. 62

جدول (3-2)- درصد تقریبی عناصر موجود در نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS………………………… 70

جدول (3-3)- داده­های آزمون کشش………………………………………………………………………………………………….. 71

جدول (3-4)- داده­های مربوط به آزمون کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC)……………………………………. 78

جدول (3-5)- داده­های مربوط به باند گپ نمونه­های نانوکامپوزیتی…………………………………………………… 80

 

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                               صفحه

شکل (1-1)- فرمول شیمیایی پلی وینیل الکل………………………………………………………………………………………. 22

شکل (1-2) دستگاه پراش اشعه ایکس……………………………………………………………………………………………………. 34

شکل (1-3) دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی………………………………………………………………………………… 36

شکل (1-4) دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری………………………………………………………………………………… 37

شکل (1-5) دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی………………………………………………………………………………………. 38

شکل (2-1)- دستگاه تست کشش مورد استفاده در این پژوهش…………………………………………………………. 52

شکل (3-1)- الگوی XRD نانوذرات CdS………………………………………………………………………………………….. 63

شکل (3-2)- تصاویر SEM مربوط به نانوذرات CdS…………………………………………………………………………. 65

شکل (3-3)- الگوی XRD مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS………………………………………. 67

شکل (3-4)- تصاویر SEM مربوط به نانوکامپوزیت­های Starch/PVA/CdS………………………………. 68

شکل (3-5)- آنالیز عنصری (EDX) مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS……………………….. 69

شکل (3-6)- آزمون Tensile………………………………………………………………………………………………………………. 72

شکل (3-7)- آزمون DSC. ترموگرام مربوط به ماتریس پلیمری Starch/PVA……………………………. 77

شکل (3-8)- آزمون DSC. ترموگرام مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS (5%)………….. 77

شکل (3-9)- طیف UV-Vis مربوط به نانوکامپوزیت­های Starch/PVA/CdS………………………….. 79

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                                             صفحه

نمودار (3-1)- تاًثیر مقدار نانوذره CdS بر روی استحکام کششی……………………………………………………… 73

نمودار (3-2)- تاًثیر مقدار نانوذرات CdS بر روی مدول کشسانی……………………………………………………… 74

نمودار (3-3)- تاًثیر مقدار نانوذرات CdS بر روی ازدیاد طول……………………………………………………………. 75

نمودار (3-4)- بررسی اثر زمان و مقدار نانوذرات CdS بر روی وزن نمونه­های آبدار نانوکامپوزیتی….. 81

نمودار (3-5)- بررسی اثر زمان و مقدار نانوذرات CdS بر روی درجه­ی جذب آب نمونه­ها………………. 82

نمودار (3-6)- تاًثیر افزایش نانوذرات CdS بر روی تخریب آنزیمی نانوکامپوزیت­ها…………………………… 83

فهرست علائم و اختصارات

 

AFM               Atomic Force

DSC                Differential Scanning Calorimetry

DED                Degree of enzymatic degradation

EDX                Energy Dispersive X-ray spectroscopy              

XRD                X-ray Diffraction

PVA                Polyvinyl Alcohol

PVAC             Polyvinyl Acetate

S                      Starch

SEM               Scanning Electron Microscopy

TGA               Termal Gravimetric Analysis  

TEM               Transmission Electron Microscope

rpm                 revolution per minute 

nm                   nanometer

Mpa                Mega pascal

1-4: اهمیت تحقیق ………………………………………………………………………………….. 6

1-5: ساختار تحقیق …………………………………………………………………………………. 7

 

فصل دوم: پیشینه  و مفاهیم تحقیق

2-1: مبانی نظری……………………………………………………………………………………… 10 

2-1-1: مدیریت ارتباط با مشتری…………………………………………………….... 10

2-1-1-1: تعریف مدیریت ارتباط با مشتری …………………………………………… 10

2-1-1-2: تبلیغات اینترنتی …………………………………………………………… 13

2-1-2: داده کاوی …………………………………………………………………………………… 15

2-1-2-1: تعریف داده کاوی

 ……………………………………………………………………… 15

2-1-2-2: خوشه بندی ……………………...……………………………………………………. 18

2-1-2-3: قوانین وابستگی ……………………………………………………………………… 25

2-1-3: شیوه تاخر، تناوب و مالی ………………………………………………………………. 31

2-2: پیشینه تحقیقاتی ………………………………………………………………………….. 33

فصل سوم: روش شناسی تحقیق

3-1: مقدمه …………………………………………………………………………………………… 40

3-2: اطلاعات مجموعه داده ها و آماده سازی داده ………………………………………… 42

3-3: تعیین ارزش مشتری ……………………………………………………………………….. 44

3-4: استفاده از تکنیک های داده کاوی ……………………………………………………… 48

3-5: رهیافتی برای شخصی سازی تبلیغات 

یک مطلب دیگر :

کتاب وب اولین فروشگاه اینترنتی کتاب در ایران

…………………………………………………. 56

3-6: روش ارزیابی ………………………………………………………………………………… 59

فصل چهارم : محاسبات و یافته های تحقیق

4-1 : پایگاه داده هدف ……………………………………………………………………………. 62

4-2 : آماده سازی مجموعه داده ……………………………………………………………….. 63

4-3 : استخراج اطلاعات جهت تعیین معیارهای RFM …………………………………… 78

4-4 : داده کاوی ……………………………………………………………………………………. 82

4-5 : ارائه تبلیغات مناسب به مشتری ……………………………………………………….. 117

4-6 : ارزیابی مدل …………………………………………………………………………………. 119

فصل پنجم : نتیجه گیری و کار آینده

5-1 : نتیجه گیری …………………………………………………………………………………. 126

5-2 : پیشنهادها و کار آینده ………………………………………………………………….. 128

منابع …………………………………………………………………………………………………. 131

 

فهرست شکل ها:

1-2- طرح مسئله:          

تئوریها و مطالعات تجربی کیفیت زندگی غالباً از جوامع غربی نشات گرفته اند. این مطالعات در کشورهای در حال توسعه به طور قابل توجهی کمیاب می باشند. همین طور، فاکتورهای عمده تاثیرگذار بر کیفیت زندگی افراد در شهرهای بسیاری از کشورهای در حال توسعه به طور واضح شناسایی نشده اند.

یک مطلب دیگر :

دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

 

دانشکده فیزیک- گروه حالت جامد

 

 

 

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد فیزیک- حالت جامد

 

 

 

رشد سطوح ناهموار و بررسی رسانندگی الکتریکی آن

 

 

 

اساتید راهنما:

 

دکتر حسین حمزه­پور

 

دکتر سید فرهاد مسعودی

 

 

 

بهمن 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

در این پایان نامه، ابتدا با استفاده از روش مونت کارلو، رشد سطوحی شبیه سازی شده است که از نشست بالستیکی ذرات خطی با اندازه­های متفاوت تولید می­شوند. با بررسی زبری و نماهای مقیاسی سطوح رشد یافته، رابطه­ی Family-Vicsek برای این سطوح بررسی شده و با توجه به اهمیت تخلخل چنین سطوحی، تحولات تخلخل بعنوان تابعی از زمان و اندازه­ی ذرات مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس با حل عددی معادله­ی رسانش در سطوح رشد یافته، رفتار رسانندگی مؤثر الکتریکی این سطوح، بر حسب کمیت­هایی چون زمان، اندازه­ی ذرات، فرکانس و تخلخل بررسی شده است.

نتایج شبیه سازی نشان می­دهند که منحنی تغییرات زبری بر حسب زمان دارای سه رفتار متفاوت می­باشد، بطوریکه دارای دو رفتار خطی با شیب­های متفاوت در زمان­های اولیه و میانی بوده و سپس به اشباع می­رسد. بررسی تخلخل نشان داد که سطوح تولید شده به شدت متخلخل هستند و تخلخل سریعتر از سطح به اشباع می­رسد. همچنین میزان تخلخل ابتدا تابعی افزایشی از طول ذرات انباشتی بوده  و پس از رسیدن به مقدار بیشینه خود با افزایش طول ذرات کاهش می­یابد.

بررسی رسانندگی مؤثر این سطوح نشان می­دهد که در طی فرآیند رشد، رسانندگی با زمان افزایش یافته و بتدریج به اشباع می­رسد. همچنین این کمیت تابعی افزایشی از فرکانس بوده و برای چندین مرتبه­ی بزرگی از فرکانس رسانندگی بصورت تابعی نمایی از فرکانس تغییر می­کند که مقادیر توان، تابعی از اندازه­ی ذرات انباشتی می باشد.

 

 

 

کلمات کلیدی: رشد سطح، زبری، نماهای مقیاسی، تخلخل، رسانندگی مؤثر، فرکانس

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                        صفحه

فهرست شکل‌‌ها………………………………………………………………………………………………………………………………….ت‌

فهرست جدول­ها………………………………………………………………………………………………………………………………….خ

مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………1

فصل 1    توصیف پدیده رشد سطح…………………………………………………………………………….7

1-1       توصیف کمی پدیده­­ی رشد…………………………………………………………………………………………………7

1-1-1        روابط مقیاس بندی………………………………………………………………………………………………………………..9

1-1-2        طول همبستگی……………………………………………………………………………………………………………………11

1-2       مدل های رشد سطح…………………………………………………………………………………………………………12

1-2-1        مدل های گسسته………………………………………………………………………………………………………………..13

1-2-1-1     مدل انباشت تصادفی…………………………………………………………………………………………………………………13

1-2-1-2     مدل انباشت تصادفی با واهلش سطحی …………………………………………………………………………………..15

1-2-1-3     مدل انباشت پرتابی……………………………………………………………………………………………………………………17

1-2-1-4     مدل جامد روی جامد محدود شده……………………………………………………………………………………………18

1-2-2        مدل های پیوسته…………………………………………………………………………………………………………………19

1-2-2-1     معادله­ی ادوارد-ویلکینسون……………………………………………………………………………………………………..20

1-2-2-2     معادله­ی کاردر-پاریزی-ژانگ…………………………………………………………………………………………………..21

1-3       فرآیند شبیه سازی رشد سطوح توسط نشست بالستیکی ذرات میله ای شکل………………22

فصل 2     بررسی مسئله رسانش متناوب در جامدات بی نظم……………………………………….25

2-1       رسانش متناوب………………………………………………………………………………………………………………….25

2-1-1        عمومیت رسانش متناوب در جامدات بی نظم…………………………………………………………………….26

2-2       مدل ماکروسکوپیک…………………………………………………………………………………………………………..30

2-2-1        بدست آوردن رسانندگی مؤثر وابسته به فرکانس بارهای آزاد……………………………………………32

2-3       گسسته سازی معادله ی رسانش با استفاده از روش حجم محدود………………………………….34

یک مطلب دیگر :

2-4       دستگاه های خطی اسپارس………………………………………………………………………………………………37

فصل 3     نتایج عددی………………………………………………………………………………………………42

3-1       بررسی نماهای مقیاسی سطوح رشد یافته توسط نشست ذرات خطی…………………………….42

3-1-1        نشست ذرات یکسان…………………………………………………………………………………………………………….42

3-1-2        نشست ذرات با اندازه های متفاوت……………………………………………………………………………………..46

3-2       تخلخل……………………………………………………………………………………………………………………………….47

3-3       رسانندگی مؤثر………………………………………………………………………………………………………………….49

3-3-1        نحوه ی توزیع پتانسیل در سطوح بر اساس تغییر فرکانس………………………………………………..50

3-3-2        بررسی تحول زمانی رسانندگی بارهای آزاد در طی فرآیند رشد سطوح…………………………….50

3-3-3        بررسی  وابستگی رسانندگی مؤثر به اندازه ی ذرات…………………………………………………………..55

3-3-4        بررسی رابطه ی  تخلخل و رسانندگی…………………………………………………………………………………57

3-3-5        رابطه ی رسانندگی مؤثر بارهای آزاد با  فرکانس……………………………………………………………….58

بحث و نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………61

پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………….. 62

مقالات ارائه شده……………………………………………………………………………………………………...63

مراجع……………………………………………………………………………………………………………………..64

فهرست شکل‌‌ها

عنوان                                                                                                                         صفحه

شکل ‏1‑1: نمودار  زبری بر حسب زمان در حالت کلی. 8

شکل ‏1‑2: نمودار لگاریتمی تحول زمانی پهنای فصل مشترک برای مدل BD،  به ازای زیر لایه­های     مختلف با مقادیر L=100(○), 200(□), 400(◊),800(∆). 9

شکل ‏1‑3: نمایش شماتیکی از مراحل لازم برای باز مقیاس بندی نمودار های ناهمواری وابسته به زمان. نمودار آخر تابع مقیاس بندی  نامیده می­شود. 10

شکل ‏1‑4: مکانیزم نشست در مدل انباشت تصادفی. ذره­ی A درA’ و ذره­ی B در B’ می­نشیند. 13

شکل ‏1‑5: نمونه­ای از سطح تولید شده توسط مدل . سایه ها سطح را در زمان­های متوالی با بازه­های زمانی یکسان نشان می دهند. 15

شکل ‏1‑6: مدل نشست تصادفی با واهلش سطحی. ذره پس از نشست به مکانی با کمترین ارتفاع سقوط می­کند. 15

شکل ‏1‑7: سطح تولید شده توسط شبیه سازی مدل  در زمان های متوالی ودر بازه های زمانی یکسان. 16

شکل ‏1‑8: مدل BD با قاعده­ی چسبیدن به نزدیکترین همسایه. 17

شکل ‏1‑9: سطح تولید شده توسط شبیه سازی مدل . 18

شکل ‏1‑10:  نمایی از قاعده­ی نشست در مدل . 19

شکل ‏1‑11: مثالی شماتیک از نشست بالستیک ذرات با اندازه های مختلف بر روی سطح. 23

شکل ‏1‑12: سطح حاصل از نشست ذرات با اندازه های مختلف به ازای . 23

شکل ‏1‑13: سطوح حاصل از نشست ذرات به ازای مقادیر (الف) l=2، (ب) l=4، (ج) l=8،                       (د) l=16، (ه) l=32، ( و) l=64.. 24

شکل ‏2‑1: رسانندگی متناوب بر حسب دما و فرکانس برای دو نوع رسانش الکترونی و یونی. الف) رسانندگی فیلم الماسی پلی کریستال [3]. ب) رسانندگی                 در حالت مذاب با ویسکوزیته­ی بسیار بالا[4]. در فرکانس های پایین رسانندگی ثابت است و در فرکانس­های بالا از یک قانون توانی، با نمای زیر یک، تبعیت می­کند. 28

شکل ‏2‑2: مدارRC معادل، حاصل از گسسته سازی معادله­ی 2-12. همگی خازن­ها یکسان و متناسب با ثابت دی الکتریک بارهای مقید می­باشند. در حالیکه هر مقاومت، با معکوس رسانندگی موضعی بارهای آزاد، که وابسته به مکان است، متناسب می­باشد. 32

شکل ‏2‑3: نمایی از گسسته سازی شبکه به بلوک­های مربعی و ارتباط هر  بلوک با همسایه­های مجاورش. 35

شکل ‏2‑4: ماتریس اسپارس (الف) قطری نواری، (ب) بلوک مثلثی و (ج) بلوک سه قطری. 38

شکل ‏2‑5: نمایی از ماتریس اسپارس  برای یک شبکه­ی اولیه­ی مستطیلی با ابعاد                 . ابعاد ماتریس اسپارس تولید شده برای چنین شبکه­ای بصورت          می­باشد. 38

شکل ‏2‑6: نمایی از شبکه­ی گسسته شده به همراه خانه های اضافه شده برای اعمال شرایط مرزی. 39

شکل ‏3‑1: منحنی تغییرات پهنای زبری بر حسب زمان برای سطوح رشد یافته از انباشت ذرات خطی یکسان با طول  ، بر روی زیر لایه­هایی با اندازه­های متفاوت. نتایج ارائه شده برای        بر روی 1500 نمونه ، برای  برروی500  نمونه و برای       بر روی 200 نمونه میانگین گیری شده است. 43

شکل ‏3‑2: برازش خطی مقادیر بدست آمده برای   به ازای  زیر لایه­های مختلف. 44

شکل ‏3‑3: منحنی تغییرات پهنای زبری در حالت اشباع برای زیرلایه های مختلف، شیب بدست آمده  بیانگر نمای زبری   می­باشد. 45

شکل ‏3‑4: منحنی تغییرات لگاریتمی پهنای زبری بر حسب زمان برای سطوح رشد یافته ازنشست ذرات خطی با اندازه­های مختلف: ، بر روی زیرلایه­های متفاوت . نتایج ارائه شده برای    بر روی 1500 نمونه ، برای  برروی500  نمونه و برای        بر روی 200 نمونه میانگین گیری شده است. 46

شکل ‏3‑5: منحنی تغییرات تخلخل بر حسب زمان برای سطح در حال رشد توسط نسشت ذرات با اندازه­های متفاوت،  ، بر روی زیرلایه ای به اندازه­ی . 48

شکل ‏3‑6 : تغییرات تخلخل بر حسب اندازه­ی ذرات برای زیر لایه ای به اندازه­ی . 49

شکل ‏3‑7: توزیع پتانسیل الکتریکی برای سطح تولید شده توسط ذرات خطی با طول  برای مقادیر مختلف s. (الف) ، (ب) ، (ج) ، (د) ، (ه) ، (و) ،             (ز) ……. 51

شکل ‏3‑8: نمودار تغییرات رسانندگی بر حسب زمان در طی فرآیند رشد سطوح به ازای نشست ذرات یکسان با طول­های = 2(◄), 4(♦), 6(■), 8(►), 16(●) l برای  های با مقادیر:              (الف) ، (ب) ، (ج) ، (د)   و (ه) . طول زیر لایه   می­باشد. 53

شکل ‏3‑9: نمودار تغییرات رسانندگی بر حسب زمان به ازای فرکانس­های:                                              ), 0.002(►), 0.02(■), 0.2(♦), 1(◄)●s = 0( برای سطوح در حال رشد توسط انباشت ذرات خطی یکسان با طول­های: (الف) ، (ب) ، (ج)  و (د) . طول زیر لایه  می­باشد. 54

شکل ‏3‑10: مقادیر حسب  برای سطوح رشد یافته از ذرات یکسان با طول­های   . برای همه­ی سطوح  است. (■) بیانگر لگاریتم مقادیر  برای هر سطح و )—( شیب حاصل از برازش داده­ها می­باشد. 55

شکل ‏3‑11: نمودار تغییرات  بر حسب  . برای  و به ازای فرکانس­های:             (+),  (▲),  (●), (▼),  (♦),  (◄),  (■),  (►). 56

شکل ‏3‑12: نمودار تغییرات  بر حسب ، به ازای  و برای فرکانس­های        (+),  (▲),  (●), (▼),               (♦),  (◄),  (■),  (►). 57

شکل ‏3‑13: مقادیر   بر حسب تخلخل سطوح رشد یافته از نشست ذرات یکسان با         طول­های:   ، به ازای . 58

شکل ‏3‑14: نمودار تغییرات  بر حسب  ، برای سطوح رشد یافته از نشت ذرات یکسان به ازای: l=256(+),128(▼), 64(♦), 16(▲), 12(*), 8(◄), 6(●), 4(■), 2(►). 59

شکل ‏3‑15: شیب منحنی­های نمودار 3-13به ازای بازهایی از فرکانس که تغییرات رسانندگی در آنها بصورت خطی است و برای l=16(▼),12(●), 8(*), 6(■), 4(◄), 2(►). 60

شکل ‏3‑16: تغییرات لگاریتمی شیب­های حاصل از نمودارهای شکل 3-15 بر حسب اندازه ذرات. (■) بیانگر مقدار شیب­ها است و (—) شیب حاصل از برازش خطی این داده­ها می­باشد. 60

 

 

 

 

فهرست جدول­ها

دانشکده تکنولوژی و علوم ترافیک

 

 

 

رشته مدیریت ترافیک

 

 

 

 

 

عنوان :

 

یک مطلب دیگر :

مطالعه اثرات تصادفات خارج شهر در اولین ساعات روز در بزرگراه تهران-کرج در سال 2011-2012

 

 

 

استاد راهنما:

 

دکتر محمد نایب پور

 

 

 

استاد مشاور: