پديد آورنده :
اشرف نيا، عليرضا
عنوان :
محاسبه انرژي آزاد سطح وابسته به اندازه نانوذرات و نانو حفرات با استفاده از روش ديناميك مولكولي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
نه، ۷۱ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مصطفي جمشيديان
استاد مشاور :
محمد سيلاني
توصيفگر ها :
انرژي آزاد سطح , ديناميك مولكولي , مكانيك محيط هاي پيوسته , نانوساختار
استاد داور :
عليرضا شهيدي، مهدي جوانبخت
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/02/11
چكيده فارسي :
چكيده ويژگيهاي نانوساختارها اساسا به نسبت سطح به حجم باالي آنها وابسته است انرژي سطح بهعنوان يكي از مهمترين كميتهايي است كه ويژگيهاي سطح را توصيف ميكند بنابراين محاسبه انرژي سطح براي درك صحيحي از ويژگيها و رفتار نانوساختارها ضروري است در پژوهش حاضر با بهكارگيري روش ديناميك مولكولي انرژي سطح براي نانوذرات و نانوحفرات كروي نقره آلومينيوم مس و آهن در حالت كريستالي و آلومينيوم آمورف مورد بررسي قرار گرفتهاست براي اين منظور نانوذرات و نانوحفرات كروي در اندازههاي مختلف مدل شده و انرژي سطح آنها محاسبه شده است با استفاده از نتايج شبيهسازي براي صفحات نيمهبينهايت براي اين فلزات صحت يكي از مدلهاي مكانيك محيطهاي پيوسته كه اخيرا ارائه شدهاست مورد بررسي قرار گرفت تطابق قابل قبولي بين نتايج شبيهسازي و مدل محيط پيوسته مشاهده شد شبيهسازيها نشان ميدهند كه در نانوذرات و نانوحفرات با اندازههايي در حدود چند ده نانومتر انرژي سطح به اندازه وابسته است در مورد نانوذرات با افزايش اندازه انرژي سطح آنها افزايش مييابد درحالي كه براي نانوحفرات با افزايش اندازهي حفره مقدار انرژي سطح كاهش مييابد انرژي سطح در نانوحفرات نسبت به نانوذرات وابستگي بيشتري به اندازه دارد با افزايش قطر انرژي سطح نانوذرات و نانو حفرات به يك مقدار حدي كه انرژي سطح صفحهي نيمهبينهايت ناميده ميشود ميل ميكند در مورد مواد كريستالي اين انرژي انرژي سطح صفحهي كريستالي با بيشترين انرژي سطح است كلمات كليدي 1 انرژي آزاد سطح 2 ديناميك مولكولي 3 مكانيك محيطهاي پيوسته 4 نانوساختار
چكيده انگليسي :
Calculating the size dependent surface energy of nanoparticles and nanocavities using molecular dynamics simulations Sayed Alireza Ashrafnia a ashrafnia@me iut ac ir Date of Submission March 12 2018 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language Farsi Supervisor Mostafa Jamshidian Assist Prof jamshidian@cc iut ac irAbstract The unique characteristics of nanostructures are mainly due to their large surface to volume ratio Oneof the most important quantities in investigating the surface properties of materials is the surface energy Therefore calculating the surface energy is necessary for the proper understanding of the behavior andproperties of nanostructured materials The present study investigates the size dependent surface energy ofcrystalline nanoparticles and nanocavities of aluminum silver copper and iron in crystalline state andaluminum in amorphous state For this purpose spherical nanoparticles and nanocavities with differentdiameters are modeled by molecular dynamics simulations and their surface energy is obtained Initially themolecular dynamics simulation results for the flat surface of a semi infinite body are verified against theexisting data in the literature The simulation results demonstrate that for nanoparticles and nanocavities withsufficiently small diameters in the range of a few tens of nanometers the surface energy depends on the sizeof the nanostructure For spherical nanoparticles the surface energy increases with increasing nanoparticlediameter while for the spherical nanocavities the surface energy decreases by increasing nanocavity diameter Also the surface energy variation with size is more intense for nanocavities in comparison with nanoparticles By increasing the diameter the surface energy of nanoparticles and nanocavities approaches to anasymptotical value which in case of crystalline materials is the surface energy of a crystalline flat surface orthe Gibbs surface energy for the crystallographic surface orientation with the maximum surface energy andin case of amorphous material is the surface energy of semi infinite body Keywords Surface free energy Nanoparticle Nanocavity Metallic glass Nanostructures
استاد راهنما :
مصطفي جمشيديان
استاد مشاور :
محمد سيلاني
استاد داور :
عليرضا شهيدي، مهدي جوانبخت
