Mohammad Hossein Tavakoli

Ph.D. Dissertations

1. امكان سنجي سنتز پودر و شبيه سازي رشد چُكرالسكي تك بلور BGO
   شيرين اميد 2019
   اكسيد بيسموت ژرمانات 〖Bi〗_4 Ge_3 O_12 (BGO) از تركيب اكسيد بيسموت و اكسيد ژرمانيوم توليد شده است. از مهمترين كاربردهاي اين ماده آشكارسازي اشعه هاي با انرژي بالا مي باشد. در فرايند رشد بلور BGO گام نخست سنتز پودر آن است بصورتي كه خاصيت آشكارسازي خوبي داشته باشد. پيش از انجام سنتز در آزمايشگاه لازم است امكان سنجي آن انجام شود تا روش و رويكرد بهينه براي اين كار مشخص شود. رشد بلور اين ماده نيز به روش هاي مختلفي قابل انجام است. روش چكرالسكي با گراديان دماي پايين يكي از متداول ترين روش ها براي رشد اين ماده است. در اين پژوهش نيز از اين روش استفاده شده است. لازم است پيش از آغاز فرايند رشد، گراديان دماي محوري پايين براي سيستم در بالاي سطح مذاب تنظيم شود. شبيه سازي سيستم رشد بلور پيش از رشد آن بصورت تجربي به صرفه جويي در زمان و هزينه كمك مي كند. در اين پايان نامه ابتدا امكان سنجي سنتز پودر BGO انجام شده است. بدين صورت كه همه روش هاي سنتز اين ماده با جرئيات بيان و سپس دانشمندان و مراكز تحقيقي كه بر روي اين ماده كار مي كنند معرفي شده است. پس از آن يك شبيه سازي المان محدود دو بعدي براي يافتن جريان هاي شاره و ميدان هاي دما در اين سيستم رشد بلور انجام شده است. از آنجايي كه براي ما مهم بود كه نتايج اين تحقيق كاربردي باشد، پيكربندي سيستم رشد بلور اين ماده كاملا مطابق با يك سيستم آزمايشگاهي واقعي BGO طراحي شده است. از طرفي شكل فصل مشترك مذاب و بلور و تنش گرمايي ددر بلور نيز بررسي شده اند. در پايان با بررسي و مقايسه ي اشكال مختلف لوله سراميكي در سيستم رشد بلور، شكل بهينه آن مشخص گرديد.
   Thesis summary
   
   
2. شبيه سازي رايانه اي دو بُعدي رشد چُكرالسكي تك بلور ژرمانيم
   محترم هنرمندنيا 2017
   ژرمانيم يك ماده كليدي در طيف گسترده اي از كاربردها مي باشد. كاربرد عمده ي تك بلورهاي ژرمانيم لنزها و پنجره هاي اپتيك مادون قرمز (IR)، آشكارسازهاي تابش گاما و زيرلايه هايي براي عناصر III–V بر پايه ي وسايل الكترواپتيكي مي باشد. در دو دهه ي گذشته، ژرمانيم به عنوان يك ماده ي نيمه هادي در كاربردهاي الكتريكي و الكترواپتيكي بسيار مورد توجه قرار گرفت. اخيراً ژرمانيم توجه زيادي را در صنعت نيمه هادي به خود جلب كرده است زيرا خواص جالبي دارد كه توانسته راه حل هايي براي موانعي كه فناوري سيليكون در زمينه ي توسعه و پيشرفت ساختارهاي ترانزيستوري در مقياس نانو با آن روبرو مي باشد، ارائه دهد. از بين روش هاي مختلف رشد بلور، عمده ترين روشي كه به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرد روش كشش بلور چكرالسكي مي باشد. در كاربردهاي مرتبه ي IR از ژرمانيوم، شفافيت، يكنواختي و همسانگردي اپتيكي نياز به كمينه كردن سلول هاي موزائيكي و مرزدانه هاي كم زاويه دارد. اثرات زيان آور اپتيكيِ مرزدانه هاي كم زاويه در راستاي رشد <111> كمينه مي باشد. بعلاوه براي اطمينان از دوقطبي شدگي اندك، تنش هاي باقي مانده در بلور بايد كمينه شوند. تنش هاي باقي مانده ناشي از كرنش هاي پلاستيكي است كه نشان دهنده ي گذار تنش هاي حرارتي از مقدار تنش بحراني(CRSS) به هنگام سرمايش بلور در بالاي فصل مشترك بلور/مذاب مي باشد. به دليل وجود گراديان حرارتي در بلور در حال رشد، تنش هاي مكانيكي قابل توجهي مي-تواند توسعه يافته و در بيشتر موارد منجر به توليد نابجائي گردد. كيفيت بلورهاي رشديافته وابسته به كنترل فرآيند رشد مي باشد. از اين رو كنترل و تنظيم فرآيندهاي فيزيكي كه در حين رشد اتفاق مي افتد مهم است. مدل سازي هاي رايانه اي از فرآيند رشد چكرالسكي ژرمانيوم براي مراتب مختلف كاربردي از آن و قطرهاي مختلف بلوري، يك پشتيبان مداوم براي توسعه ي فرآيندهاي جديد كشش و بهبود و بهينه سازي كيفيت بلور ژرمانيوم ارائه مي دهد. همچنين نتايج مدل سازي فهم با ارزشي از فرآيندهاي فيزيكي مختلفي كه در طي رشد اتفاق مي افتد ارائه و تعداد رشدهاي تجربي مورد نياز براي رسيدن به بلورهاي با ويژگي هاي مطلوب را به شدت كاهش مي دهد. از مدل سازي رياضي، براي حالت شبه پايدار رشد و مراحل مختلف از رشد تك بلور چكرالسكي ژرمانيوم استفاده شده است. پس از محاسبه ي ميدان حرارتي از يك مدل
   Thesis summary
   
   
3. شبيه سازي رايانه اي دو بُعدي رشد چُكرالسكي بلور BGO
   حسين خدامرادي 2017
   روش رشد بلور چُكرالسكي با ويژگي هاي كليدي خود در كنترل شكل و كيفيت بلورهايي مانند بيسموت ژرمانات (Bi4Ge3O12) همچنان در مركز توجه قرار دارد. دما و شيب تغييرات دمايي بالا در طول فرآيند رشد در اين روش، مي توانند منجر به بروز برخي مشكلات گردند. هرچند اين مشكلات را مي توان با تنظيم دقيق پارامترهاي مختلف سيستم رشد مانند هندسه اجزائ مختلف سيستم گرمايش القايي و اعمال دقيق همرفت واداشته، برطرف نمود. در اين رساله روش المان محدود دو بُعدي براي محاسبه ميدان الكترومغناطيسي و همچنين گرماي حجمي توليدي در يك سيستم رشد بلور اكسيد به روش چُكرالسكي با در نظر گرفتن شكل هاي مختلف براي بوته فلزي و چيدمان هاي متفاوت در پيچه هاي القايي، بكار بسته شده است. نتايج، بيانگر نقش غيرقابل انكار شكل گوشه در بوته و نوع قرارگيري پيچه القايي در زير بوته در توليد الگوي گرماي مطلوب و اجتناب از مشكلات عمومي در سيستم هاي رشد چُكرالسكي هستند. با درنظر داشتن نتايج حاصل از اين مرحله، مطالعه با محاسبه دما و جريان سيال در هر يك از سيستم هاي گرماي القايي با هندسه متفاوت و در پنج مرحله از مراحل رشد بلور ادامه يافت. توجه اصلي بر محاسبه شرايط لازم براي رشد بلور داراي شكل مناسب، نرخ رشد پايدار و جلوگيري از انجماد مذاب در مراحل پاياني رشد بوده است. به اين منظور فصل مشترك بلور-مذاب در همه ي حالات بوسيله مجموعه اي از شبيه سازي هاي دوبعدي در شرايط شبه پايا محاسبه شده اند.
   Thesis summary
   
   
4. اثر تغيير پارامترهاي روش ذوب چرخشي بر روي خواص فيزيكي الياژهاي امورف پايه اهن
   نرگس اميني 2017
   چكيده: در طي ساخت آلياژهاي آمورف پايه آهن، پارامترهايي مانند سرعت ساخت كه همان سرعت مماسي استوانهي سرد است و تحت سرعت- Fe78Si9B تغيير داده شد. براي بررسي اثر سرعت ساخت بر روي پارامترهاي فوق ريز نمونهي 13 Casting نيز دماي بر Casting 91 و 02 متر برثانيه با استفاده از روش ذوب چرخشي ساخته شدند. براي بررسي اثر دماي ،92 ،21 ،22 ، هاي 21 PFC با استفاده از روش Fe72C06Si4Mo1B9P و 8 Fe69C09Si2Mo3B9P روي نمونهها دو نمونه با تركيب نسبتا پيچيدهي 8 ساخته شدند كه اولي در 2 دما و دومي در 0 دماي ريخته گري مورد بررسي قرار گرفتند. در ادامه وسايل و ابزار لازم جهت انجام آزمايشهاي تجربي مورد بحث قرار ميگيرند. در طي ساخت نمونههاي فوق، ساير پارامترهاي دخيل در فرآيند ساخت از قبيل قطر سوراخ نازل، فاصلهي نازل با ديسك، فشار تزريق مذاب و زاويهي نازل با خط عمود بر سطح استوانه ثابت نگه داشته شدند. X در دماهاي مختلف تحت عمليات حرارتي قرار گرفت. سپس به وسيله ي روش هايراش اشعه ي Fe78Si9B ريبون هاي آمورف 13 FC و اندازه گيري هاي مغناطيسي شامل هيسترزيس و وابستگي دمايي مغناطش شامل DSC ، اسپكتروسكوپي موزبائر ،)XRD( مورد مطالعه قرار گرفتند. در اينجا ما بر روي سرعت به عنوان يك فاكتور مهم براي فهم اثر سرعت چرخ در روش ذوب ZFC و چرخشي بر روي ويژگي هاي مغناطيسي و مورفولوژي ريبون هاي توليد شده تمركز مي كنيم. رابطه اي بين گشتاور مغناطيسي، با هدف دست بابي به خواص Fe78Si9B دماي آنيلينگ و سرعت توليد براي پيش بيني اطلاعاتي در مورد ريبون هاي 13 مغناطيسي نرم مطلوب از ديد كاربردهاي تكنولوژيكي اعمال مي شود. وابستگي پارامترها به عنوان تابعي از شرايط ساخت و دماي آنيلينگ مورد بحث قرار گرفته و يافتن مقدار بهينه مورد بحث قرار مي گيرد. دماهاي آنيلينگ مختلف نتايج مختلفي را نشان داد كه نواحي مختلفي در ريبون SEM بدست دادند كه نتايجي در مورد واهلش ساختاري در نمونه ها آشكار ساخت. نتايج 02 مقادير ميدان m/s ها وجود دارند كه ويژگي هاي مختلفي دارند. نتايج تجربي تاييد كردند كه ريبون هاي توليد شده با سرعت وادارندگي و باقيمانده بهتري از ساير نمونه ها كه با سرعت هاي پايين تر ساخته شده اند دارند. اصلاحات در مورد ناهمسانگردي مغناطيسي و توزيع هاي ميدان فوق ريز كه تحت آنيلينگ در نمونه ايجاد شده اند به طور مفصل مورد بحث قرار خواهند گرفت. از نر
   Thesis summary