%34تخفیف

محاسبه تنش هاي گرمائي در رشد بلور از مذاب

تعداد 116صفحه  درword

کارشناسي ارشد در رشته فيزيک گرايش حالت جامد

محاسبه تنش هاي گرمائي در رشد بلور از مذاب

 

 

چكيده:

 تکنيک چکرالسکي يکي از متداول ترين روشها براي رشد بلورها از فاز مذاب مي باشد. در اين روش، ابتدا يک بلور اوليه با شعاع کوچک در تماس با سطح آزاد مذاب قرار مي گيرد. پس از ايجاد فصل مشترک بلور –  مذاب و برقراري تعادل حرارتي در سيستم، اين بلور اوليه بطور عمودي به سمت بالا کشيده مي شود و در نتيجه يک تک بلور در پايين آن شروع به رشد مي کند. کيفيت بلورهاي رشد يافته اساساّ تحت تأثير نواقص بلوري مانند جابجائي، نابجائي و ترک در هنگام فرآيند رشد و سرد کردن، قرار مي گيرد. چگالي اين نواقص بلوري به طور مستقيم بوسيله تنش هاي گرمائي بوجود آمده در اثر گراديان دما در بلور در حال رشد، متناسب است. ميدان هاي دما در سيستم رشد و شکل فصل مشترک بلور – مذاب نقش اساسي در نواقص بلوري دارند. در اين پايان نامه، ابتدا براي دو بلور ژرمانيم و سفاير توزيع دما در بلور به کمک روش هاي عددي (روش عناصر متناهي)- بسته نرم افزاري  محاسبه شد. سپس تنش فون ميزس براي هر دو بلور با کمک بسته نرم افزاري  محاسبه شد. نتايج بدست آمده نشان مي دهد که هر چه ارتفاع بلور افزايش يابد، گراديان محوري دما در بلور افزايش پيدا کرده و در نتيجه توزيع تنش فون ميزس نيز در بلور افزايش مي يابد. 

واژه­هاي کليدي:چکرالسکي، نواقص بلوري، تنش فون ميزس، ژرمانيم.

فصلاول:رشدبلورازمذاب

1ـ1 مقدمه 3

1ـ2 تاريخچهرشدبلورچکرالسکي 5

1-3  روندرشدبلوردرسيستمچکرالسکي 7

1-4 هيدروديناميکفيزيکيـشيمياييرشدبلورچکرالسکي 15

1-5 نواقصبلوري 16

1-5-1) نواقصنقطهايشامل: 17

1-5-2)نواقصخطي 20

1-5-3) نواقصحجميوسطحي 21

1-5-4)عيبلايهاي 22

فصلدوم:تحليلتنشوکرنش

2-1 مقدمه 25

2-2 خواصمکانيکيمواد 25

2-2-1 استحکام 25

2-2-2 الاستيسيته (قابليتارتجاعي،انعطافپذيري) 26

2-2-3 پلاستيسيته 26

2-3 منحنيهايتنش-  کرنش 27

2-4 تتنش–کرنشواقعي 29

2-5 اثرحرارتبرخواصمکانيکي 30

2-6رفتارموادکششيخطي 30

2-7 تحليلتنش 31

2-8تانسورتنش 33

2-9تحليلکرنش 37

2-10 تانسورکرنش 43

2-11 تنشفونميزس 44

فصلسوم:مدلرياضي

3-1 مقدمه 49

3-2 مدلرياضي 49

3-2-1مدلرياضيتوزيعدمادربلور 49

3-2-1-1 فصلمشترکبلور–مذاب 50

3-2-1-2 سطوحجانبيبلوروبلوراوليه 51

3-2-2 مدلرياضيتنشدربلور 51

3-2-2-1 اثباتمعادلهتعادلدرمختصاتاستوانهاي 55

3-2-3 شرايطمرزيتنشرويمحورتقارن 60

3-2-4شرطمرزيتنشرويسطوحآزاد 60

فصلچهارم:محاسبات،نتايجوبحث

4-1 مقدمه 63

4-1-1 حالتهايمختلفسيستمرشد 63

4-1-2 روشعددي 65

4-2نتايجوبحث 68

4-2-1 حالتهايمختلفبرايبلورژرمانيم 68

4-2-1-1 حالتاول: فصلمشترکبلور –  مذابمحدباست 68

4-2-1-2 حالتدوم: فصلمشترکبلور–مذابتختاست 73

4-2-1-3-  حالتسوم: فصلمشترکبلور–مذابمقعراست 76

4-2-2 حالتهايمختلفبرايبلورسفاير 79

4-2-2-1 حالتاول: فصلمشترکبلور–مذابمحدباست 79

4-2-2-2 حالتدوم: فصلمشترکبلور–مذابتختاست 85

4-2-2-3 حالتسوم: فصلمشترکبلور–مذابمقعراست 87

4-3 نتيجهگيري 90

فهرستمنابعومرجعها 91

جدول 4-1 پارامترهايسيستمرشدبرايانجاممحاسبات 66

جدول 4-2. ثابتهايموردنياز 66

جدول 4-3. خواصفيزيکيبلورژرمانيم 67

جدول 4-4. خواصفيزيکيبلورسفاير 67

شکل 1ـ1. سيستمرشدبلورچکرالسکي 5

شکل 1-2 نماييازسيستمرشدبلورچکرالسکي 9

شکل1-3 مراحلرشدبلورچکرالسکي 13

شکل 1-4 نواقصبلوري 19

شکل1-5 نابجاييلبهاي 20

شکل 1-6 نابجاييپيچشي 21

شکل 1-7 نقصسطحي 21

شکل 1-8 نقصحجمي 22

شکل 1-9 عيبلايهاي 22

شکل 2-1 جهتنيروهايکششي،فشاريوبرشي 26

شکل 2-2: نمودارتنش–کرنشمعمولي 27

شکل4-1. شبکهاوليهبکاررفتهبرايانجاممحاسبات. 65

شکل 4-2. تغييرشکلخطوطهمدماباافزايشارتفاعبلوربافصلمشترکمحدب(ارتفاعبلوربهترتيب10cm, 5cm,1cmميباشد). 68

شکل 4-3. نمودارتغييراتمحوريدماباافزايشارتفاعدرحالتفصلمشترکمحدب. 69

شکل 4-4.تغييراتتنشدربلورباافزايشارتفاعبلوربافصلمشترکمحدب (ارتفاعبلوربهترتيب10cm,5cm,1cmميباشد). 70

شکل 4-5. تغييرشکلخطوطهمدماباافزايششعاعبلوربافصلمشترکمحدب (شعاعبلوربهترتيبcm,4cm,3cm5 ميباشد). 71

شکل4-6. تغييراتتنشدربلورباافزايششعاعبلوربافصلمشترکمحدب (شعاعبلوربهترتيبcm,4cm,3cm5 ميباشد). 71

شکل 4-7. تغييراتخطوطهمدماباافزايشارتفاعفصلمشترکبلور–مذاببافصلمشترکمحدب (H=1/4R,1/2R,3/4R,R). 72

شکل 4-8. تغييراتتنشباافزايشارتفاعفصلمشترکبلور–مذاببافصلمشترکمحدب (H=1/4R,1/2R,3/4R,R). 73

شکل 4-9. تغييراتخطوطهمدماباافزايشارتفاعبلوربافصلمشترکتخت (ارتفاعبلوربهترتيب(10cm, 5cm,1cm. 74

شکل 4-10. نمودارتغييراتدمارويمحورتقارنبلوربافصلمشترکتخت. 75

شکل 4- 11. تغييراتتوزيعتنشباافزايشارتفاعبلوربافصلمشترکتخت (ارتفاعبلوربهترتيب(10cm, 5cm,1cm. 76

شکل 4-12. تغييرشکلخطوطهمدماباافزايشارتفاعبلوربافصلمشترکمقعر  (ارتفاعبلوربهترتيب(10cm, 5cm,1cm. 77

شکل 4-13. نمودارتغييراتدمارويمحورتقارنبلوربافصلمشترکمقعر. 78

شکل 4-15. تغييراتخطوطهمدماباافزايشارتفاعبلوربافصلمشترکمحدب (ارتفاعبلوربهترتيب(10cm, 5cm,1cm. 80

شکل 4-16. نمودارتغييراتمحوريدماباافزايشارتفاعبلورسفايربافصلمشترکمحدب. 81

شکل4-17. تغييراتتنشدربلورسفايرباافزايشارتفاعبلوربافصلمشترکمحدب (ارتفاعبلوربهترتيب(10cm, 5cm,1cm. 82

شکل 4-18. تغييراتخطوطهمدماباافزايششعاعبلورسفايربافصلمشترکمحدب (شعاعبلوربهترتيب5cm,4cm,3cm). 82

شکل 4-19. تغييراتتوزيعتنشباافزايششعاعبلورسفايربافصلمشترکمحدب (شعاعبلوربهترتيب5cm,4cm,3cm) 83

شکل4-20. تغييراتخطوطهمدمادربلورسفايرباافزايشارتفاعفصلمشترکدرحالتفصلمشترکمحدب (H=1/4R,1/2R,3/4R,R). 84

شکل4-21. تغييراتتوزيعتنشدربلورسفايرباافزايشارتفاعفصلمشترکدرحالتمحدب (H=1/4R,1/2R,3/4R,R). 84

شکل 4-22. تغييراتخطوطهمدمادربلورسفايرباافزايشارتفاعبلورباحالتفصلمشترکتخت (ارتفاعبلوربهترتيب(10cm, 5cm,1cm. 85

شکل 4- 23. نمودارتغييراتمحوريدماباافزايشارتفاعبلورسفايربافصلمشترکتخت. 86

شکل 4-24. تغييراتتوزيعتنشدربلورسفايرباافزايشارتفاعبلورباقصلمشترکتخت (ارتفاعبلوربهترتيب(10cm, 5cm,1cm. 87

شکل 4-25. تغييراتتوزيعدمادربلورسفايرباافزايشارتفاعبلوربافصلمشترکمقعر (ارتفاعبلوربهترتيب(10cm, 5cm,1cm. 88

شکل 4-26. تغييراتمحوريدماباافزايشارتفاعبلورسفايربافصلمشترکمقعر. 89

شکل 4-27. تغييراتتوزيعتنشدربلورسفايرباافزايشارتفاعبلوردرحالتفصلمشترکمقعر  (ارتفاعبلوربهترتيب(10cm, 5cm,1cm. 90

2 دیدگاه برای محاسبه تنش هاي گرمائي در رشد بلور از مذاب

  1. Ntwado

    best allergy medications over the counter best generic allergy pills zyrtec canada over the counter

  2. loratadine 10 mg sin receta médicar

    Cool web page you’ve got here. acheter metoprolol en toute confiance

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo