خصیصه زمانی انجماد ذوب هالیدی فوق‌تبرید

خصیصه زمانی انجماد ذوب هالیدی فوق‌تبرید – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه متالورژی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

تشخیص خصیصه های زمانی انجماد ذوب هالیدی فوق‌تبرید بوسیله اندازه گیری رسانایی الکتریکی

در این مقاله، مبدا  قابلیت فوق‌تبرید پذیری در فلزات و ذوب هالیدی مورد بررسی قرار گرفته است. در حالیکه سطح این خصیصه فوق‌تبرید در فلزات بطور محسوسی مرتبط با ناسازگاری ساختاری بین حالت ذوب و کریستال محصول می‌باشد، حالت فوق‌تبرید گداز هالیدی بوسیله پیچیدگیهای طبیعی آنها شکل می‌پذیرد. بررسی پروسه‌های گداز فوق‌تبرید مهم می‌باشند، چرا که تاثیرات شدیدی بر روی هسته زایی و رشد کریستالها از ذوب گذاشته و همچنین بر روی کیفیت نهایی آنها نیز تاثیر فراوانی دارند. پایداری الکتریکی به مقدار لازم برای مطالعه انجماد گدازها مناسب می‌باشد، چرا که در هر دو حالت مایع و جامد می‌تواند مورد اندازه گیری قرار گیرد. حالت اولیه مرحله انجماد ذوب PbBr₂ در زمینه تئوری هسته‌زایی غیرساکن مورد آنالیز قرار می‌گیرد. مدل پیشنهادی وابستگی زمانی رسانایی الکتریکی ذوب را تشریح می‌کند. همچنین تاخیر زمانی هسته زایی بر اساس مقادیر تحت آزمایش مورد محاسبه و مقایسه قرار می‌گیرد.

خصیصه زمانی انجماد ذوب هالیدی فوق‌تبرید

۱-    مقدمه

یکی از اهداف مهم علوم مواد و تکنولوژی تولید کریستالهای میکروسکپی مورد نیاز در خصیصه های شیمیایی و فیزیکی تحت شرایط محدود و قابل کنترل از بیرون می‌باشد.(بطور مثال، فیلد حرارت که بر روی یک سیستم انجماد و یا ترکیب مواد آغازین تحمیل شده ممکن است که نقش این پارامترهای کنترل کننده را بازی نمایند.تلاش اصلی رشد دهندگان کریستال بطور اساسی بر روی مشکل به حداقل رسانی ظهور خطاهای غیر منتظره در کریستالها (مانند دررفتگیها، ترکها و یا تمایل تبدیل جامد به چند بلوری ) می‌باشد. در عمل،کریستال تولید شده با وجود دقت بالا در تولید، معمولا چنین حالات و مشکلاتی را از خود بروز می‌دهد.به علت پیچیدگی این مشکلات معمولا تکنیکهای نیمه عملی (بر پایه تجارب به تکنولوژیهای بلند مدت) برای بهبود فاز نهایی کیفیت بکار برده می‌شود.

با این وجود بطور گسترده ای پذیرفته شده است که خصیصه های کریستالهای رشد یافته از سوابق و حالات ذوب شدن تاثیر می‌پذیرد. یکی از خصایص پایه ذوب تمایل آن به به تاخیر انجماد می‌باشد. سؤال این است که چرا انجماد میکروسکوپی به هنگام آنکه سیستم ذوب شده با دمای کم زیر دمای تعادل مایع T_M سرد می‌شود، فوراً آغاز بکار نمی‌کند ـ اما مواد ذوب شده در برخی از حالتها بطور عمیق با تاخیر انجماد روبرو می‌شود (بعنوان مثال در یک سری از اندازه گیریهای انکسارالکترونها    ]۱[ آب ممکن است دارای تاخیر انجماد K 230 باشد ). جواب اصلا به صورت جزئی نخواهد بود و در بردارنده مشکلات ناهمگن در فرم گیری حبابهای هیدرون پلاسما کوآرک ـ گلوئن باشد ]۲[، تشریح جایگزین در رفتگیها در جامدات ]۳[، شکل گیری آئروسل در لایه های بالای اتمسفر ]۴[، ترافیک پارازیت ]۵[، شکل‌گیری فازهای جدید از ذوبها و محلولها ]۶[.

خصیصه زمانی انجماد ذوب هالیدی فوق‌تبرید

۲- منبع تاخیر انجماد

در دوران فرانک پنجاهم ]۷[ فرضیه ای پیشنهاد گردیده که بر اساس آن ذوب فلزات و تاخیر انجماد در رابطه با خصیصه های ساختاری حالت مایع آن می‌باشد. فرانک پیشنهاد می‌کند که در ذوب یک محدوده بانظم کوتاه مشخص وجود دارد و چنین پیکربندی نشان دهنده قرنیه چرخشی ۵ لایه می‌باشد که البته با قرنیه انتقالی مرحله نهایی کریستال همخوانی ندارد ( این نظریه قبلاً بوسیله جانس کپلر در سال ۱۶۱۹ پیشنهاد شده بود ]۸[ ). این فرضیه بعدها توسط تجارب پیچیده با تکنیکهای EXAFS تصدیق گردید ]۱۳-۹[. جایی که قرنیه محلی ذوب را می‌توان بوسیله عملکرد توزیعی رادیال اندازه گیری و مشخص نمود.

در نتیجه عدم تطبیق با کریستالهای فلزی، در چنین سیستمهایی نشان دهنده مقادیر بالا از انرژی سطحی بین مواد ذوب شده و منجمد می‌باشد ]۱۱[ (جدول ۱). سپس چنین مقادیر زیاد انرژی های سطحی به میزان G D کاهش می‌یابد ( و بنابراین احتمال هسته زایی فاز جدید انجماد را افزایش می‌دهد) که به معنی افزایش تاخیر انجماد مواد ذوب شده تحت شرایط خاص خود می‌باشد.

…

خصیصه زمانی انجماد ذوب هالیدی فوق‌تبرید

۳- نتایج تحقیق ذوب PbBr₂

در بخش کریستالهای بصری انستیتوی فیزیک آکادمی‌علوم جمهوری چک آزمایشات زیادی در خصوص تاخیر انجماد ذوب هالیدی انجام پذیرفته است. این آزمایشات اطلاعاتی در خصوص خصیصه های تاخیر انجماد و حالت رسانه ای الکتریکی آن تا زمان شروع انجماد میکروسکوپی و اندازه گیری آن ارائه می‌داد. به علت توسعه اکاستوپیکال و خصیصه های آن ما توجه خود را تنها به ذوب PbBr₂ معطوف نمودیم.

به هنگام اولین مرحله آماده سازی کریستال معمولی ابتدا مواد اولیه بطور معمول در اتاق دمای T_R گداخته گردید و به دمای T_M و نهایتاً به حد غایت تغییرات رسید. جهت عدم شمول انتقال به یک حالت شیشه ای سیستم با نهایت دقت تا مرحله T_M سرد گردید و باعث شکل گیری ناحیه میکروسکوپی جدید گردیده که قابلیت رشد کریستالی به اندازه های میکروسکوپی را دارا می‌باشد.

از آنجاییکه ذوب هالیدی در ذات خود دارای یک شکل پذیری پیچیده می‌باشد، ذوب تأخیر انجماد به صورت ناهمگن نبوده ولی شامل بارهای الکتریکی پیچیده می‌باشد. شکل ظاهری پیچیدگیهای بار در ذوب هالیدی مرتبط با جریان الکتریکی آن خواهد بود ما این خصیصه را در یک تیوپ کوارتز بسته با الکترود کربن با استفاده از یک متد ثابت با جریانی با فرکانس KHz 10 آزمایش کردیم (شکل ۲).

خصیصه زمانی انجماد ذوب هالیدی فوق‌تبرید

۴- مدل تئوری

با توجه به طبیعت فرم گیری پیچیده ذوب هالیدی در نظر می‌گیریم که دو نوع بار در تأخیر انجماد وجود دارد : پیچیدگیهای بار و کلاسترهای یک فاز جامد جدید. در نتیجه جریان کلی الکتریکی I (t) شامل دو جزء خواهد بود.

۵- تاخیر زمانی

خصیصه‌های زمانی هسته زایی را می‌توان با تاخیر زمانی نشان داد، البته تعاریف گوناگونی از تاخیر زمان وجود دارد. تعریف گسترده ای که در این خصوص مورد استفاده قرار می‌گیرد مشخص کننده زمان مورد نیاز سیستم جهت دستیابی به یک حالت رشد پایدار ]۲۱[ می‌باشد. شکل ۷ نشان دهنده زمان معمولی شار می‌باشد. (شکل ۷)

خصیصه زمانی انجماد ذوب هالیدی فوق‌تبرید

۶- نتیجه گیری

اندازه گیری پایداری الکتریکی می‌تواند اطلاعات اضافه‌ای را در خصوص حالات ذوب هالیدی تاخیر انجماد به ما بدهد. مدل تئوری آن شامل توضیحاتی در خصوص تغییرات پایداری می‌باشد. این مدل در نظر می‌آورد که دو مورد توزیعی در خصوص جریان الکتریکی در تاخیر انجماد وجود دارد : حالت مبنی بر یک فلز متشکل از جریان و کلاستر یک. از عبارات بدست آمده می‌توان نتیجه گیری کرد که تاخیر زمان هسته زایی مساوی ۷۵% کل زمان هسته زایی می‌باشد. نتایج بدست آمده تجربی و موارد تئوری آن در  خصوص ذوب PbBr₂ با یکدیگر مقایسه گردیده اند.