دانلود رایگان ترجمه مقاله بررسی اثر میدان های مغناطیسی بر مواد پلیمری و کاربرد آن – Nature 2003

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

چکیده
تراز دیامغناطیس
هم ترازی الیاف و کریستال در سوسپانسیون مایع
هم ترازی الیاف
تراز کریستال
تراز دقت
مدل دامنه برای تراز
خواص مکانیکی پلیمر کریستال مایع با تراز مغناطیسی
تراز درجه بندی شده پلیمر کریستال مایع
آرایش (تراز) مغناطیسی پلیمرهای کریستال
دیدگاه کلی
تراز مغناطیسی پلی اتیلن تری فتالات
تحلیل طیف سنجی مادون قرمز مزوفاز
تراز و آرایش مغناطیسی پلیمرهای آمورف
ساختارهای مذاب از دیدگاه تراز مغناطیسی
تراز (آرایش) غیر چرخشی: تشکیل و رشد مزوفاز انتخابی
شناوری مغناطیسی
دیدگاه کلی
تفکیک مغناطیسی پلیمرها
بسپارش شناوری
نتیجه گیری

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

 اثرات مغناطیسی بر روی مواد دیامغناطیسی از عصر فارادی شناخته شده‌اند، با این حال تنها به تازگی به استفاده از این اثرات در فراورش مواد دیامغناطیسی از جمله مواد معدنی، آلی وپلیمری توجه شده است. این روند تا حدودی ناشی از توسعه فناوری ابر رسانا است که ما را قادر به استفاده از میدان‌های مغناطیسی زیاد (۱۰T یا بیشتر) در مطالعه علم مواد در سطح آزمایشگاهی می‌کند. آهنرباهای ابر رسانای بدون کریوژن (مخلوط سرمازا)(بدون هلیوم مایع)، که اغلب توسط شرکت‌های ژاپنی تولید می‌شوند، امروزه با انواع مختلف از جمله آهنرباهای نوع با منفذ بزرگ (۴۵ سانتی متر در ۳٫۵ T)، آهنربای نوع با منفذ چرخشی، آهنربای نوع جدا شونده، آهنربای نوع میدان مغناطیسی سرگردان پایین، آهنربای نوع با میدان مغناطیسی بزرگ (۱۵ T، قطر ۵۲ میلی متر) در بازار موجود هستند. این میدان آهنرباها هم در صنعت و هم در دانشگاه برای اهداف فراورش استفاده می‌شوند.
میدان‌های مغناطیسی بزرگ تولید شده توسط این آهنرباهای ابر رسانا، امکان مشاهده و بررسی اثرات مغناطیسی را بر روی مواد غیر مغناطیسی نظیر مواد دیامغناطیس داده است. چون، دیا مغناطیسم در مقایسه با فرومغناطیسم بسیار کوچک است، ما به سختی در زندگی واقعی، اثرات میدان مغناطیسی بر روی پلاستیک، آب و اجسام زنده را تجربه می‌کنیم. یک شیوه ساده، استفاده از میدان‌های مغناطیسی بزرگ است. در صورتی که ما از یک آهنربای ابر رسانای ۱۰ T به جای الکترومغناطیس تولید کننده ۱T استفاده کنیم، یک تغییر کوچک ۱ میلی متری تا ۱۰ سانتی متر بزرگ نمایی شده و پدیده‌ای که تکمیل آن یک روز طول می‌کشد در ۱۵ دقیقه تکمیل می‌شود زیرا اثر مغناطیسی با مجذور چگالی شارمغناطیسی متناسب است. شناوری دیامغناطیسی (۲-۴) و اثر موسز (تقسیم سطح آب در میدان مغناطیسی قوی) از نمونه‌های خوب در این رابطه می‌باشند (۶-۹).

نتیجه گیری
اثرات مغناطیسی بر روی مواد غیر مغناطیس ناچیز است با این حال این اثرات در بسیاری از مواد از جمله مواد پلیمری وجود دارند. آن‌ها آنقدر کوچک هستند که به آسانی تحت مقاومت‌های میدانی تولید شده با آهنرباهای دایمی یا الکترومغناطیس خا قابل تشخیص نمی‌باشند. ظهور آهنرباهای ابر رسانای بدون هلیم مایع موجب تسهیل استفاده از میدان‌های مغناطیسی بزرگ به دلیل یک سری یافته‌های جدید شده است. به طوری که تحت میدان‌های مغناطیسی کوچک، این مهم امکان پذیر نبوده است. استفاده از میدان‌های قوی و بزرگ توجه زیادی را در زمینه‌های مختلف در شرایط صنعتی و دانشگاهی به خود جلب کرده است.
پلیمرهای کریستال یا پلیمرهای بلورین تحت تراز و آرایش مغناطیسی قرار نمی‌گیرند زیرا آن‌ها فاقد ساختارهای منظم مورد نیاز برای انجام تراز می‌باشند. با این حال، نتایج نشان داده است که برخی از پلیمرهای کریستال از جمله پلی اتیلن ترفتالات، پلی (اتیلن ۲،۶ نفتالیت) و غیره تحت تراز مغناطیسی در طی تبلور از مواد مذاب قرار می‌گیرند. منشأ تراز و آرایش به ساختارهای نا همسان گرد (مزوفاز) نسبت داده می‌شود که به طور موقت در طی تبلور تشکیل شده و یا در مواد مذاب وجود دارند. درک و دانش فعلی مکانیس تراز و آرایش این است که این ساختارهای ناهمسان گرد تحت گشتاور مغناطیسی می‌چرخند و منجر به تراز می‌شوند. دیگر احتمال تشکیل انتخابی و رشد انتخابی ساختارهای نا همسان گرد در یک جهت خاص با توجه به میدان مغناطیسی، که منجر به همسویی و تراز می‌شود، نبایستی نادیده گرفته شود. چون سیستم‌های پلی مری در مزو فاز به خصوص در طی تغییر فاز غنی می‌باشند، با این حال، اثرات مغناطیسی در صورتی انتظار می‌روند که سیستم‌های پلیمری در معرض میدان مغناطیسی خارجی در طی تغییر فازی قرار بگیرند.
استفاده از مقاومت‌های میدانی متوسط در انتخاب واقعی تراز مغناطیسی در صنایع، مطلوب است. این وضعیت در سوسپانسیون‌ها امکان پذیر است. الیاف و ذرات کریستال ریز با اندازه زیر میکرون معلق در یک مایع با ویسکوزیته پایین می‌توانند سریعاً در میدان‌های مغناطیسی متوسط همتراز شوند، به شرط این که از الکترو مغناطیس‌ها و یا حتی از آهنرباهای دایمی استفاده گردد. مسئله کلیدی، پراکندگی این ذرات به شکلی پایدار و تثبیت تراز است. تراز دقیق که امکان تراز تک محوری الیاف ناهمسان گرد منفی (Xa<0) را می‌دهد برای مثال الیاف پلی اتیلن، برای دست یابی به آرایش و تراز مطلوب بلورها و غیره مفید خواهد بود.
شناوری، دیگر زمینه مورد توجه و مطلوب است. شرایط گرانش شبه صفر توسط شناوری مغناطیسی ارائه شده است. آن‌ها متفاوت از گرانش صفر در قضایی هستند که در آن اثر هم تراز سازی ونگه داشت به طور هم زمان رخ می‌دهد. به علاوه، در صورتی که محیط اطراف ذره شناور مناسب باشد، شناوری‌های هیدرودینامیک و مغناطیسی غالب شده و از شناوری از شرایط گرانش صفر خالص منحرف می‌شوند. نیروی مغناطیسی‌ای که منجر به شناوری می‌شود، می‌تواند برای الگوبرداری میکرو یا نانوی ذرات مفید است به خصوص اگر نا همگنی میکروسکوپی میدان مغناطیسی قابل دسترس باشد.
فناوری ابر رسانا به طور پیوسته در حال پیشرفت است. در آینده، آهنرباهای کلاس ۳۰ تسلا می‌توانند در سطح آزمایشگاهی همانند آهنرباهای کلاس ۱۰ در حال حاضر قابل دسترس باشند. پیشرفت‌های بیشتری در آینده در عرصه دانشگاهی ونیز درعرصه صنعتی انتظار می‌رود.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Magnetic effects on diamagnetic materials have been known since the age of Faraday, but it is very recent that the attention has been paid to the use of these effects to the processing of diamagnetic materials including inorganic, organic, and polymeric materials. This trend is partially due to the development of superconducting technology1 that enables us to use high magnetic fields (10 T or more) in the study of materials science at individual laboratory level. Cryogen free (liquid-helium free) superconducting magnets, mostly manufactured by Japanese companies, are now on the market, with various types including a large bore type (45 cm at 3.5 T), a rotate bore type, a split type, a low fringe field type, a high field type (15 T, 52 mm in diameter), etc. These magnets are used in academia as well as industries for the processing purposes. High magnetic fields provided by these superconducting magnets have made it possible to visualize the magnetic effects on “non-magnetic” materials such as diamagnetic materials. Because the diamagnetism is very small compared to the ferromagnetism, we hardly experience in daily life the effects of magnetic field on plastics, water, and living bodies, etc. Some means must be devised to visualize these effects. A straightforward way is to use high magnetic fields. If we use a superconducting magnet of 10 T instead of an electromagnet generating 1 T, a small change of 1 mm is magnified to 10 cm and a phenomenon that takes a day to occur is completed in 15 min, because the magnetic effect is proportional to the square of the magnetic flux density. Diamagnetic levitation2–۴ and Moses effect5 (water surface splits in a high magnetic field) are good examples among many others.6–۹

CONCLUSIONS

Magnetic effects on “non-magnetic” materials are small but existing in any materials including polymeric materials. They are too small to be detected easily under the field strengths as low as generated by permanent magnets and electromagnets. Advent of liquid-helium free superconducting magnets has facilitated the use of high magnetic fields to result a number of new findings that would have been impossible under low fields. The use of high fields has been paid attention in various fields in academia and industries. Crystalline polymers were considered to be unable to undergo magnetic alignment because they lack ordered structures required for the alignment to occur. However, we have found that a number of crystalline polymers including poly(ethylene terephthalate), poly(ethylene-2,6-naphthalate), etc. do undergo magnetic alignment during crystallization from melts. The origin of the alignment is attributed to anisotropic structures (mesophase) transiently forming during crystallization and/or existing in the melt. Current understanding of the alignment mechanism is that these anisotropic structures rotate under magnetic torque, resulting alignment. Another possibility of preferential formation and preferential growth of anisotropic structures in a specific direction with respect to the field, resulting in alignment, is not ruled out. Since the polymeric systems are rich in mesophase especially during phase transition, many magnetic effects are expected if polymeric systems are exposed to the external magnetic field during they are undergoing a phase transition. The use of moderate field strengths may be preferred in the actual application of the magnetic alignment in industries. This is possible in suspensions. Fibers and fine crystalline particles of sub-micron sizes suspended in a low viscosity liquid can highly and quickly align in moderate fields provided by electromagnets or even permanent magnets. The key issue here is to disperse these particles in a stable manner and to fix the attained alignment. Precision alignment, which enables uniaxial alignment of negative anisotropic (χa < 0) fibers, for example polyethylene fiber, would be useful to attain desired alignment of crystallites and etc. Levitation is another field of interest. Pseudo-zerogravitation circumstances are provided by the magnetic levitation. They are different from the zero-gravity realized in the space in that the effect of trapping and alignment also comes in. In addition, if the medium surrounding the levitating particle is relevant, the hydrodynamic and magnetic buoyancies become dominant, which deviates the levitation from the pure zero-gravity circumstances. The magnetic force causing levitation would be also useful for micro- to nano-patterning of particles, if the microscopic inhomogeneity of magnetic field is available. Superconducting technology is continuously progressing. In future, 30-tesla class magnets may become widely accessible to individual laboratory level like 10- tesla ones at present time. Further progress is expected in future in academia as well as in industry