كنترل نانومنيپوليشن دوبعدي نانوذرات متخلخل بر پايه ميكروسكوپ نيروي اتمي و بررسي آزمايشگاهي خواص مكانيكي آن

كارشناسي ارشد

اعمال نيروي كنترل‌شده صحيح به نانوذره در فرآيند منيپوليشن، از آسيب و تخريب آن جلوگيري مي‌كند. لذا در اين پايان‌نامه سعي شده است تا با استفاده از قوانين كنترلي و ديناميكي براي دستگاه ميكروسكوپ نيروي اتمي جهت نانوذرات بيضوي ساده و بيضوي متخلخل به اعمال يك نيروي كنترلي دست يافت. نتايج براي قسمت ديناميك نشان مي‌دهد كه چه زماني نانوذرات شروع به لغزش و غلتش مي‌كنند. همينطور براي يك نوع ذره خاص آيا ابتدا غلتش روي صفحه اتفاق مي‌افتد و يا اين كه لغزش رخ مي‌دهد. براي نانوذرات بيضوي ساده، ذره ابتدا روي سطح مي‌غلتد و سپس لغزش آغاز مي‌شود. براي نانوذرات بيضوي متخلخل نيز با افزايش ضريب تخلخل ابتدا لغزش رخ مي‌دهد. هرچه تخلخل بيشتر شود، فاصله بين نيروي مورد نياز براي تغيير لغزش به غلتش زياد مي‌شود. اين امر به اين دليل است كه نيروي درگ، چسبندگي سطح و زبري روي سطح زياد شده است و باعث مي‌شود كه غلتش بسيار ديرتر از لغزش رخ دهد. بعلاوه براي كنترلر طراحي شده مقدار آن‌ها از 0.1 ثانيه زودتر به مقدار مطلوب رسيد. همچنين خواص مكانيكي ماده سراميكي آمورف آلومينا گرانولي با استفاده از تست‌هاي نانودندانه‌گذاري و نانوخراش گرفته شد تا مقاومت و پايداري قابل قبول آن‌ها مورد ارزيابي قرار گيرد. لذا مدول الاستيسيته و سختي آلومينا گرانولي توليد شده با استفاده از روش نانودندانه‌گذاري تحت نيروهاي مختلف تخمين زده شد. نتايج نشان داد كه اين ماده به شدت متخلخل بوده و خلل و فرج فراواني را شامل مي‌شود. همچنين نتايج بيانگر اين موضوع است كه مدول الاستيسيته و سختي با افزايش نيروي ايندنتر، روند خاصي را طي نمي‌كند. همينطور در يك محدوده خاص افزايش و يا كاهش مي‌يابد. مدول الاستيسيته اين ماده ۱۲.۶ گيگاپاسكال و سختي 0.433 گيگاپاسكال محاسبه شد. به‌علاوه شاخص پلاستيسيته نيز براي اين ماده آلومينا گرانولي نيز بررسي شد كه نشان مي‌دهد، اين ماده به شدت پلاستيك، با شاخص پلاستيسيته 0.83 مي‌باشد. در پايان، براي به دست آوردن مقاومت در برابر خراش اين ماده گرانولي از تست نانوخراش در دو نيروي مختلف انجام شد. نتايج نشان داد كه با افزايش نيروي ايندنتر، مقاومت در برابر خراش نيز بيشتر مي‌شود.

193389

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر محرم حبيب‌نژاد كورايم