محاسبه فشار استحاله بلور – آمورف نانو اليه آلياژ سهگانه GST و بررسي اثرات عيوب ساختاري بر آن با استفاده از روش ميدان فاز

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

در سالهاي اخير، تحقيقهاي فراواني در زمينه مواد تغييرفازدهنده، بهويژه آلياژهاي پايه كالكوژن، انجام شده است كه داراي كاربردهاي متنوعي در حوزههاي گرمايي، الكتريكي و اپتيكي هستند. يكي از اين مواد، آلياژ سهگانه GST است كه تركيبي از ژرمانيوم، آنتيموان و تلوريوم ميباشد و بهويژه در حافظههاي تغيير فاز دهنده بهخاطر توانايياش در تغيير فاز بين ساختارهاي بلوري و آمورف اهميت دارد. اكثر مطالعات پيشين بر پايه روشهاي ترموديناميكي، شبيهسازي اتمي و تجربي بودهاند، اما بهكارگيري روش ميدان فاز بهعنوان يك رويكرد نوين ميتواند در بررسي ترموديناميك، سينتيك و تغييرات ساختاري اين ماده مؤثر باشد. اين پاياننامه به بررسي فشار فرايند استحاله بلور - آمورف در نانو اليههاي آلياژ GST تحت بارگذاري همزمان مكانيكي و گرمايي با استفاده از مدل ميدان فاز پرداخته و فشار استحاله در دماهاي مختلف استخراج ميگردد. از نوآوريهاي اين پاياننامه ميتوان به در نظر گرفتن كرنش استحاله و ايجاد وابستگي ميان فشار و مدول بالك از طريق معادله مورناگان اشاره كرد. نتايج شبيهسازي اتمي نشان ميدهد كه فشار در ساختارهاي بدون عيب آلياژ GST به دهها گيگاپاسكال ميرسد، در حالي كه اين فشار در نمونههاي تجاري و آزمايشگاهي بهطور قابلتوجهي كمتر است. يكي از فرضيات براي توضيح اين كاهش فشار، وجود عيوب ساختاري، بهويژه حفرهها و نابهجاييها است. نتايج نشاندهنده نزديكتر شدن فشار استحاله با حضور عيوب ساختاري و همچنين استفاده از مدول بالك متغير و مطابقت آن با نتايج شبيهسازي اتمي است. حفرهها بر اساس تعداد و شعاع بر فشار استحاله تأثير ميگذارند و اثر نحوه جانمايي و فاصله حداقلي آنها نسبت به يكديگر بر فشار استحاله يكي از نتايج حائز اهميت حضور نانوحفرههااست. همچنين تركها بهعنوان عيوب ساختاري به واسطه تمركز تنشي كه ايجاد ميكنند بر فشار استحاله تأثيرگذار خواهند بود. نتايج نشان ميدهد كه افزايش دما بر فشار استحاله در حضور ترك بر خالف حضور نانوحفرهها بيتأثير است. در نهايت، ميتوان گفت مهمترين عامل مؤثر بر فشار استحاله، كرنش استحاله است.

232256

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان