دانلود مقاله الگو سازی ترمودینامیکی

Word 144 KB 4159 30
مشخص نشده مشخص نشده فیزیک - نجوم
قیمت قدیم:۱۰,۱۵۰ تومان
قیمت با تخفیف: ۷,۵۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • نکات مؤلف :

    محصولهای تجاری بعنوان نمونه مشخص شده اند . چنین شناسایی مورد توصیه یا پشتیبانی توسط موسسه ملی استاندارد و فن آوری نمی باشد؛ نیز توصیه نمی شود که آنها مورد نیاز بوده و مناسبترین برای رسیدن به هدف هستند .

    چکیده :

    مقاله حاضر دیدگاه جدیدی از روش CALPHAP  و پیشرفتهای اخیر ایجاد شده را به ما میدهد.

    تاریخچه مختصری داده شده سپس گسترده (زمینه ) محاسبه های نمودارهای فازی تشریح شده اند.

    شرح و توصیفهای ترمودینامیکی بطور معمول در روشهای CALPHAP که بیان شد، بکار می روند و روشهای بکار رفته مقادیر عددی را برای این توصیفهای مطرح شده ؛ فراهم می کند.

    برون یابی سیستمهایی با ترکیب بالاتر توضیح داده شده و پیشرفتهای اخیر در کیفیت ارزیابی ؛اثبات شده است .

    یک مرور کلی بر ابزار نرم افزاری رایانه ای و داده های موجود ؛ارائه شده است. در نهایت کاربردهای مختلفی از محاسبه های نمودارهای فازی تشریح شده است.

    مقدمه :

    نمودارهای فازی نمایش دهنده حالت یک ماده بعنوان تابعی از دما و فشار و غلظتهای ترکیبهای تشکیل دهنده هستند و بنابراین بطور مکرر بعنوان یک دیده کلی یا راه حل برای طراحی آلیاژها ، گسترش ، پردازش و داده های قابل فهم مورد توجه بوده است. اهمیت نمودارهای فازی توسط انتشار کتابچه های راهنما (Hand Book) نظیر “نمودارهای فازی آلیاژی دوتایی”‌ ؛“ تعادل فازی ،تصاویر بلوری و داده های ترمودینامیکی “آلیاژهای دوتایی” ؛“ نمودارهای تعادلی فازی” انعکاس یافته است؛

    “نمودارهای فازی برای سرامیستها ” ؛ “ هند بوک نمودارهای فازی آلیاژ سه تایی ” و“ آلیاژهای سه تایی” نیز که در ادامه آمده است.

    حالت یک ماده با ترکیب دوتایی در فشار ثابت میتواند در شکلهای گرافیکی شناخته شده ای از نمودارهای فازی دوتایی ایجاد شوند . برای مواد با ترکیبهای سه گانه یک اندازه گیری مضاعف مورد نیاز است تا یک ترکیب کامل ایجاد شود . بنابراین ،سیستمهای سه تایی بطور معمول توسط یک سری از بخشها یا پروژه ها ایجاد میشود. به دلیل چند بعدی بود آنها تفسیر نمودار سیستمهای ترکیبی بخیر می تواند بسرعت دست و پاگیر برای کاربران موقت اینگونه نمودارها باشد . برای سیستمهای با ترکیبهای بیش از سه تا بازنمایی گرافیکی نمودارهای فازی در یک شکل مناسب نه تنها بعنوان چاشنی می باشد بلکه بواسطه نداشتن اطلاعات آزمایشگاهی کافی . مانعی است به هر حال ، مشکل سیستم باز نمایی گرافیکی با ترکیبهای زیاد ، برای محاسبه‌های نمودارهای فازی نامرتبط باشد. محاسبه هایی اینچنین می تواند برای مواد مشکلات پر اهمیت باشد.

    تاریخچه :

    از وقتیکه تنها توسعه جدید در الگو سازی و فن آوری محاسباتی که محاسبه های رایانه ای تعادل فازی درترکیبات چند گانه تا حد امکان واقعی ایجاد کرده است؛ از زمان ارتباط بین ترمودینامیک و تعادل فازی توسط J.W.Gibbs فراهم شده است . بیش از یک قرن می گذرد Hertz زمینه های شکست کاری Gibbs را خلاصه بندی کرده است اگر چه پایه های ریاضی بنیان نهاده شده به بیش از 30 سال گذشته تا j.J.Van Laa ساختار ریاضی اش را و سیستمهای دوتایی فرضی چاپ کرد . در توصیف فازهای مایع Van Laav جمله های نرم( افزارهای ) وابسته غلظت را بکار برد که Hildebrand محلول های با قاعده نام نهاد . بیش از 40 سال گذشته بود که J.L.Meijering محاسبات فضای مخلوط درمایعات چهارتایی و سه تایی را چاپ کرد . مدت کوتاهی در پی آن Meijering این روش در تجزیه ترمودینامیکی سیستم Cr-Cu-Ni بکار گرفت. بطور همزمان Cohen,  Kaufman  محاسبه های ترمودینامیکی در تجزیه و تحلیل تبدیلات مارتنزیتی در سیستم Fe-Ni  بکار بردند.

    Kaufman کارخود را درباره محاسبه نمودارهای فازی که شامل نقش فشار بود ؛ ادامه داد.

    در سال Bernstein ,  Kanfman   :1970   نتایج کلی از محاسبه های نمودارهای فازی را خلاصه بندی کردند و نیز فهرستی از برنامه های رایانه ای برای محاسبه های نمودارهای فازی سه تایی و دو تایی ارائه دادند که منجر به پایه ریزی روش CALPHAD گردید . (محاسبه نمودارهای فازی ). در سال Kaufman  ؛1973  اولین جلسه پروژه گروه بین المللی CALPHAD را سازماندهی کرد. پس از آن گروه CALPHAD از نظر اعضاء گسترش یافت .

    قلمروی محاسبه های نمودارهای فازی:

    بمنظور غلبه بر مشکل چند بعدی وضع شده توسط سیستم با ترکیبات بسیار زیاد ؛ روشهای پیشنهادی هستند که متناوبا جایگزین اطلاعات نمودارهای فازی مورد نیاز می شوند . در آلیاژهای فولاد زنگ نزن، برای مثال؛ بطور مرکب متناوبا بوسیله انتقال ترکیبات عناصر پایدار – آهنی کاهش می یابد نظیر (معادل یا مشابه Cv ) و عناصر پایدار آستینتی نظیر (معادل Ni ) . مجموع معادلهای Cr, Ni در پیش بینی فازهای موجود در آلیاژهایی بکار می رود .بایستی توجه نمودکه تقریب نزدیک به اینها محدود به تغییر حالت ترکیب برای این است که از آنها منتج شده اند. مثال دیگر روش PHACOMP است .

    که برای پیش بینی محاسبه Topological close packed)TCP )فازها در سوپر آلیاژها بکار می‌رود. این روش بر اساس نظریه ای است که هر عنصری یک جای خالی الکترونی مشخص است و مجموع جاهای خالی الکترونی وابسته به TCP فازها در یک آلیاژ می‌‌باشد .

    اگر چه این روش برای سوپر آلیاژهای بر اساس Ne بخوبی کار می کند ؛ اصلاحات  خاصی مورد نیاز با دیگر سوپر آلیاژها می باشد؛ و به آسانی ممکن نیست که برای دیگر خانواده آلیاژی بکار رود. از سوی دیگر روش CALPHAD  بر اساس حداقل انرژی آزاد سیستم پایه ریزی شده است و بنابراین نه تنها بطور کامل متداول و مرسوم است ؛ بلکه بطور تئوری پر مفهوم می باشد .

    تعیین تجربی نمودارهای فازی یک محدودیت زمانی است و عنوان با ارزشی است . این موضوع حتی بیشتر بعنوان عدد افزایش ترکیبی بیان شده است . محاسبه نمودارهای فازی کوشش مورد نیاز جهت تعیین چگونگی تعادل در سیستم چند ترکیبی را کاهش می دهد .

    یک نمودار فازی ابتدایی (مقدماتی) می تواند برون یابی توابع ترمودینامیکی تشکیل زیر سیستم را فراهم کند. این نمودار مقدماتی می تواند در ترکیبهای یکسان و تغییر حالتهای دمایی که اطلاعات بیشتر می تواند با حداقل تلاش آزمایشگاهی فراهم شود بکار رود. این اطلاعات می تواند در اصلاح توابع ترمودینامیکی اصلی بکار رود.

    اطلاعات عددی نمودار فازی همچنین بطور مکرر بمنظور عملکرد الگو سازی مورد نیاز است . تا آنجایی که حتی نمودارهای فازی نمایش تعادل ترمودینامیکی است. که بخوبی ایجاد کرده که تعادلهای فازی می تواند تعادل موضعی بمنظور توصیف فازهای میانی سطوح داخلی بکار ببرد.

    در چنین موضوعهایی تنها  غلظت در این  سطوح مشترک اتخاذ شده اند ؛  تابع  موارد مورد نیاز تعادل های ترمودینامیکی است.

    الگو سازی ترمودینامیکی نمودارهای فازی و الگوسازی کنتیک (Kinetik) بطور موفقیت آمیزی تطبیق داده شده است برای تنوع فرآیندها نظیر کربوراسیون / نیتراسیون و انطباق نفوذ ، حل (تجزیه ) رسوب (محلولهای غیر حلال از محلولهای حلال ) و انجماد .

    محاسبه های تعادل فازی ته تنها می تواند درصد فازها و ترکیب آنها را ارائه دهد بلکه مقدار  حجمی آنتالپی دما dpendence  Concentration  مرزهای فازی برای کوپل کردن الگوسازی و درشت ساختاری Banerjee etal نمونه ای از چنین کوپلینگ محاسبه های تعادل های فازی الگوهای زیر ساختاری انجماد در گرمای درشت ساختاری و آنالیز جریان مذاب ریخته گری را ارائه داد .

    در سالهای اخیر بیان “ ترمودینامیکهای محاسبه ای ” بطور مکرر در جایگاه “‌محاسبه نمودارهای فازی ” بکار رفته است . این بازتاب در اثر آنستکه نمودار فازی تنهایک بخشی از اطلاعاتی است که می تواند از این محاسبه ها بدست آورد.

    الگوها توصیف ترمودینامیک :

    جهت محاسبه  تعادلهای فازی در سیستمهای چند ترکیبی: حداقل انرژی آزاد کل گیبس (G) از همه فازهایی که در این تعادل تشکیل شده اند مورد لزوم است :

    که nI تعداد الگوها و GI انرژی گیبس فازی I است .

    توصیف ترمودینامیکی از یک سیستم نیازمند انتقال توابع ترمودینامیکی برای هر فاز است . روش CALPHAD تنوع الگوها را به کار می گیرد . به منظور توصیف دما ، فشارو عوامل وابسته توابع انرژی آزاد فازهای مختلف Contribitions انرژی گیبس فازی می‌تواند

    که  انرژی گیبس بوسیله دما است؛ T و ترکیب ؛ X دمای  Contribution  فشار ؛ p ؛ و  مغناطیسی Curie  یا دما Neel  است و  و دما میانگین مقدار مغناطیسی در اتم .

    وابستگی دمایی فرم غلظت از  بطور معمول یکسری از نیروهای T بیان می شود:

    که Coefficeent    هستند و n مقادیری صحیح هستند . جایگزینی عناصر خالص؛n متنوع هستند 7,-1, 3, 2  یا  . این تابع برای داده های بالاتر از دمای Debye  موجود است . در هر یک از معادله ها در الگوهای گفته شده توصیف غلظت  dependence   Coefficients  مربوط به G  در سمت راست می تواند دارای وابستگی دمایی را توصیف نماید.

    بطور مکرر تنها اولین ؛ term 2 بکار می رود برای جایگزینی انرژی گیبس اضافی .

    Dinsdale  بیاناتی برای تاثیرات فشار و مغناطیس بر روی انرژی گیبس ارائه داده است . به هر حال dependence  فشار برای سیستمهای کندانس در فشار معمولی بطور معمول مورد موافقت قرار گرفته است.

    برای  سیستمهای چند ترکیبی اثبات شده که تشخیص Contribution  سه تایی از و  Concentration  depence  انرژی گیبس یک فاز مناسب است :

     

    اولین جمله ؛ ارتباط انرژی گیبس ترکیب مکانیکی ساختار فازی ؛

    دومین جمله  ؛ ارتباط آنتروپی ترکیبی برای محلول ایده آل؛

    و جمله سوم ؛ ؛ ترم اضافی نامیده شده است .

    از وقتی که Hildebrand  ترم “محلول باقاعده ” برای توصیف واکنش های درونی عناصر مختلف در یک محلول اتفاقی ارائه داد ؛ یکسری از الگوها برای فازهایی که از این “باقاعده بودن ”‌ انحراف دارد؛ پیشنهاد شده است.

    i.e یک تغییرات ترکیبی قوی در مشخصه های ترمودینامیکی  آنها نشان می دهد . توصیف انرژی گیبس اضافی ؛.

    برای مثال در الگوی مایع یونی یا الگوی مشترک (Among  others) برای فازهای مایع پیشنهاد شده است ، برای فازهای جامد سفارشی و Wagner &Sckottky  مفهوم کلی عیوب شبکه های کریستالی بمنظور توصیف انحرافهای استوکیومتری را ارائه دادند.

    توصیف تبدیلات منظم /غیرمنظم توسط Willeams  , Bragg پیشنهاد شد. از آن پس الگوهای زیاد دیگری پیشنهاد شده است. امروزه به طور معمول بیشترین الگوهایی که بکار می رود آنهایی هستند که برای فازهای استوکیومتری ؛ الگوهای نوع محلولهای با قاعده برای فازهای نامنظم ؛ و الگو های زیر شبکه ای برای فازهای منظم که دارای محدوده ای از قابلیت انحلال نمایشی از یک تبدیل منظم /نامنظم است . نمونه های گفته شده توصیف الگوهایی برای فازهای مرزی ارائه می دهد و به آسانی می تواند برای فازهای سه تایی یا بالاتر بیان شود.

  • فهرست:

    ندارد.


    منبع:

    1.   "Binary Alloy Phase Diagrams", 2nd Ed., Vol. 1-3, Ed. in Chief: T.B. Massalski, ASM International, Materials Park, OH, 1990

    2.    B. Predel, "Phase Equilibria, Crystallographic and Thermodynamic Data of Binary Alloys", Vol. 5, Subvol. a-g, Ed. in Chief O. Madelung, Landolt-Börnstein, New Series, Springer, Berlin, Germany, 1991-1997; onward

    3.    "Phase Equilibria Diagrams", Vol. IX-XII, Compiled in the Ceramics Division of NIST, The American Ceramic Society, Westerville, OH, 1992-1996; onward

    4.    "Phase Diagrams for Ceramists", Vol. I-VIII, Compiled in the Ceramics Division of NIST, The American Ceramic Society, Westerville, OH, 1964-1990

    5.    P. Villar, A. Prince and H. Okamoto, "Handbook of Ternary Alloy Phase Diagrams", Vol. 1-10, ASM International, Materials Park, OH, 1995

    6.    "Ternary Alloys: A comprehensive Compendium of Evaluated Constitutional Data & Phase Diagrams", Vol. 1-15, Eds.: G. Petzow and G. Effenberg, VCH Verlagsgesellscahft, Weinheim, Germany, 1988-1995; onward

    7.    J. Hertz, J. Phase Equilibria, 13 (1992) 450-458

    8.    J.J. van Laar, Z. phys. Chem., 63 (1908) 216-253, 64 (1908) 257-297

    9.    J.H. Hildebrand, J. Amer. Chem. Soc., 51 (1929) 66-80

    10.    J.L. Meijering, Philips Res. Rep., 5 (1950) 333-356, 6 (1951) 183-210

    11.    J.L. Meijering and H.K. Hardy, Acta Metall., 4 (1956) 249-256

    12.    J.L. Meijering, Acta Metall., 5 (1957) 257-264

    13.    L. Kaufman and M. Cohen, J. Metals, 8 (1956) 1393-1401 (Trans. AIME, 206)

    14.    L. Kaufman and H. Bernstein, "Computer Calculation of Phase Diagrams with Special Reference to Refractory Metals", Academic Press, New York, NY, 1970

    15.    R. Kikuchi, Phys. Rev., 81 (1951) 988-1003

    16.    D. de Fontaine, Solid State Physics, 47 (1994) 33-176

    17.    E.A. Schoefer, Weld. J., Res. Suppl., 39 (1974) s10-s12

چکیده: با توجه به اینکه در صنعت از جمله صنایع پالایش و پتروشیمی مبدل حرارتی وجود دارند که از لحاظ مصرف انرژی بهینه نمی‌باشند و از لحاظ اقتصادی مناسب نیستند و از طرفی ممکن است بعد از مدتی مشکلاتی از نظر عملیاتی نیز در فرآیند ایجاد نمایند. دانشمندان به فکر اصلاح (Retrofit) شبکه مبدل‌های حرارتی افتادند بطوری که هدفشان کاهش مصرف انرژی و طبعاً کاهش هزینه‌های عملیاتی بوده است بنابراین ...

با توجه به اینکه در صنعت از جمله صنایع پالایش و پتروشیمی مبدل حرارتی وجود دارند که از لحاظ مصرف انرژی بهینه نمی‌باشند و از لحاظ اقتصادی مناسب نیستند و از طرفی ممکن است بعد از مدتی مشکلاتی از نظر عملیاتی نیز در فرآیند ایجاد نمایند. دانشمندان به فکر اصلاح (Retrofit) شبکه مبدل‌های حرارتی افتادند بطوری که هدفشان کاهش مصرف انرژی و طبعاً کاهش هزینه‌های عملیاتی بوده است بنابراین متدهای ...

1-1) مقدمه سال 1959 سالی تاریخی برای علم و تکنولوژی است. در این سال فناوری مهندسی مولکولی (نانوتکنولوژی) اولین بار توسط ریچارد فاینمن[1]، برنده جایزه نوبل فیزیک که ملقب به پدر علم نانوتکنولوژی است مطرح شد. وی بیان کرد فضای زیادی در پایین وجود دارد[2]. همین جمله پایه علم نانوتکنولوژی شد. در حقیقت او این نکته را مطرح ساخت که اصول علم فیزیک چیزی جز امکان ساختن اتم به اتم اشیاء بیان ...

چکیده: با توجه به اینکه در صنعت از جمله صنایع پالایش و پتروشیمی مبدل حرارتی وجود دارند که از لحاظ مصرف انرژی بهینه نمی‌باشند و از لحاظ اقتصادی مناسب نیستند و از طرفی ممکن است بعد از مدتی مشکلاتی از نظر عملیاتی نیز در فرآیند ایجاد نمایند. دانشمندان به فکر اصلاح (Retrofit) شبکه مبدل‌های حرارتی افتادند بطوری که هدفشان کاهش مصرف انرژی و طبعاً کاهش هزینه‌های عملیاتی بوده است بنابراین ...

مقدمه رشته مواد نانو کامپوزیت توجه دانشمندان و مهندسان را در سالهای اخیر به خود جلب کرده است. نتایج بررسی استفاده از بلوکهای ساختمانی در ابعاد نانو, طراحی و ایجاد مواد جدید با انعطاف پذیری و پیشرفتهای زیاد در خواص فیزیکی آنها را ممکن می سازد. قابلیت ارتقاء کامپوزیت ها با استفاده از بلوکهای ساختمانی با گونه های شیمیایی ناهمگن در رشته ها و بخش های مختلف علمی مطرح گردیده است. ساده ...

انتقال ويدئوي متراکم شده و از پيش ثبت شده مستلزم خدمات چند رسانه اي براي پشتيباني نوسانات زياد در نيازها و مقررات پهناي باند در مقياس هاي زماني چندگانه است . فن آوري هاي هموارسازي پهناي باند مي تواند و شيوع يک جريان داراي سرعت بيت متغير را با کامل ک

خلاصه : اين مقاله يک الگوريتم ژنتيکي سازگار (AGA) را همراه با تابع لياقت ديناميکي، براي مسائل چند هدفه (MOPs) در محيط ديناميکي تشريح مي کند. به منظور ديدن اجراي الگوريتم، اين روش براي دو نوع از مسائل MOPs بکار گرفته شده است. اولا اين روش براي پيدا

چکیده در ادامه این پژوهش، پژوهشگر بر آن است که به توضیح و تفسیر زمینه های خصوصی سازی، تعاریف و نظریه ها پرداخته و پس از آن اهداف به کارگیری چنین برنامه ای را تشریح کند. خصوصی سازی هم مثل دیگر برنامه های اجتماعی – اقتصادی به روش و طرق گوناگون انجام می شود و این دلایل اجرای طرح است که در هر جامعه ای روش به کارگیری و پیاده سازی آن را تعیین می کند. در ادامه پژوهشگر با نظر به آنچه تا ...

چند رسانه اي ترکيبي از متن، گرافيک، صوت، انيميشن و ويدئو است. چند رسانه اي در تجارت، در مدرسه، در خانه و در مکانهاي عمومي مورد استفاده قرار مي گيرد. تمام سيستم هاي فشرده سازي به دو الگوريتم نياز دارد: يکي براي فشرده ساز ي داده ها در منبع و يکي براي

چکیده این مقاله ، مقایسه ای از رویکردهای مدل سازی تصمیم را ارائه می کند . تصمیم مدل سازی شده ، موضوعی است که حسابرسان در واحد مورد رسیدگی در فعالت روزانه اش ، با آن روبرو می شوند . به عنوان مثال ، می توان از ارزیابی ریسک کنترل و ریسک ذاتی در خریدها ، حسابهای پرداختی و چرخه موجودی ها نام برد . موضوع تصمیم ، با استفاده از دو رویکرد متفاوت مدل سازی می شود. اولاً مدل های پایگاه دانش ...

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول