فری مغناطیس در نانوذرات فریت کبالت (CoFe2O4)

Ferrimagnetism in cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticles

چکیده
1-مقدمه
2-مواد و روش‌ها
3- نتایج و بحث
4- نتیجه‌گیری
منابع

چکیده
در این تحقیق، نانوذرات فریمغناطیس فریت کبالت (CoFe2O4) با بهره‌گیری از روش هم‌رسوبی سنتز شد. خواصِ مغناطیسی و فیزیکی-شیمیایی محصول نهایی بر اساسِ بکارگیری سورفکتانت‌های ستیل‌ تری‌اتیل ‌آمونیم برومید (CTAB)، هگزامتیلن ‌تترامین (HMT) و پلی‌اتیلن‌گلایکول (PEG-400) بررسی شد. الگوی افتراق‌سنجی پرتو ایکس (XRD) و حالات فعال رامان حاکی از تشکیل ساختار مکعبی فریت کبالت بود. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که محصول نهایی ساختاری کروی دارد و اندازه ذرات در آن متفاوت است. پیک‌های تابش فوتولومینسنس قوی تاییدی بر کیفیت محصول بود. ارتعاش اکسیژن فلزی فروسرخ در اعداد موج‌ cm-1 615 و 426 به ترتیب در مکان‌های تتراهدرال و اکتاهدرال سیستم فریت کبالت خودش را نشان داد. معلوم شد که رفتار الکتروشیمیایی محصول به اندازه دانه وابسته است و با استفاده از CTAB بالاترین ظرفیت ویژه مشاهده گردید. علاوه بر این، رفتار فری مغناطیس در دمای اتاق با استفاده از مطالعات مغناطیس‌سنج نمونه ارتعاشی (VSM) تایید شد. همچنین با استفاده از PEG حد مغناطش اشباع به emu/g 66 رسید. ذراتی که دارای اندازه دانه و بلورهای بزرگتری بودند، رفتار مغناطیسی بهتری از خود نشان دادند.

2-مواد و روش‌ها
کبالت نیترات هگزاهیدرات [Co(NO3)2 . 6H2O]، فریک تیترات نانوهیدرات [Fe(NO3)3 . 9H2O]، سدیم هیدروکسید (NaOH)، ستیل تترامتیل‌آمونیم برومید (CTAB)، هگزامتیلن‌تترامین (HMT) و پلی‌اتیلن‌ گلایکول (PEG-400) همگی از شرکت سیگما-آلدریچ تهیه شد. از روش هم‌رسوبی برای سنتز نانوذرات فریت کبالت استفاده شد که از جمله روش‌های شیمی تر است. در ابتدا 1 مولار (mol/L) از Co(NO3)2. 6H2O و 2 مولار (mol/L) از Fe(NO3)3 . 9H2O با یکدیگر با استفاده از همزن مغناطیسی به آرامی مخلوط شد و به آن محلول A لقب داده شد. سپس 1 مولار از CTAB در 10 میلی‌لیتر از آب دی‌یونیزه‌ حل شد و به آرامی به محلول A افزوده گشت. این محلول برای 10 دقیقه دیگر با همزن مخلوط گشت و به آن لقب محلول B داده شد. 20 مول از محلول آلکالین NaOH به عنوان عامل رسوب‌دهی درون محلول B ریخته شد. محلول که در ابتدا به رنگ قهوه‌ای کم‌رنگ بود به تدریج به قهوه‌ای پررنگ تغییر رنگ داد که نشانی از واکنش موفق میان آنها داشت. ذرات با اتانول و آب شستشو داده شد و پس از بکارگیری دستگاه گریز از مرکز، در 100 درجه سانتی‌گراد به مدت یک شبانه‌روز خشک گردید. همین فرآیند مجدداً این بار با بهره‌گیری از سورفکتانت‌های HMT و PEG-400 نیز تکرار شد. این پودرهای خشک‌شده در دمای 800 درجه سانتی‌گراد به مدت دو ساعت کلسینه شد و محصول نهایی به ترتیب C1، C2 و C3 نامگذاری شد. در انتها با بهره‌گیری از روش‌های استاندارد خواص هر یک شناسایی شد. رفتار الکتروشیمیایی و ظرفیت ویژه با مطالعات ولت‌سنجی چرخه‌ای (CV) بررسی شد. فریت کبالت سنتزشده با بهره‌گیری از سورفکتانت‌های مختلف CTAB، HMT و PEG به عنوان ماده فعال انتخاب شد. در ابتدا 70% ماده فعال، 20% عامل رسانا (کربن فعال) و 10% متصل‌کننده (binder) به شکل همگنی با کمک حلال ان-متیل 2 پیرولیدینون با یکدیگر مخلوط شد. برای متصل‌کننده از پلی‌ونیلیدین هگزافلوراید (PVDF) استفاده شد. این مخلوط ثابت روی صفحه گرافیتی کم‌هزینه به اندازه 1 سانتی‌متر در 1 سانتی‌متر لایه‌نشانی شد و سپس در گرمکنی با دمای 120 درجه سانتی‌گراد برای 14 ساعت خشک گردید. در پایان، صفحات گرافیتی که روی آنها ماده فعال پوشش داده شده بود به عنوان الکترود در مطالعات ولت‌سنجی چرخه‌ای به کار گرفته شد. همچنین از Ag/AgCl2 به عنوان الکترود مرجع، سیم پلاتین به عنوان الکترود مخالف و محلول 1 مولار NaOH به عنوان محلول الکترولیت استفاده شد. از روی فرمول و مساحت منحنی CV، مقدار ظرفیت ویژه هر ماده محاسبه شد. تغییرات پتانسیل الکتریکی به 0/2 تا 0/1 ولت در نرخ پیمایش‌های متفاوت 15، 30، 45 و 60 ثانیه محدود شد.

3- نتایج و بحث
نانوذرات فریت کبالت مغناطیسی (CoFe2O4) از طریق روش شیمی‌ تر با بهره‌گیری از سورفکتانت‌های مختلف نظیر CTAB، HMT و PEG-400 سنتز شد. در حین سنتز، افزودن CTAB باعث می‌شد تا بخش‌های منفی محلول پیش‌ساز به سمت انتهای مثبت CTAB حرکت کند و نتیجه آن آمیختگی کمتر است. هگزامین حل‌شده (HMT) در آب باعث تولید مداوم یون‌های هیدروکسید (OH-) در محلول پیش‌ساز می‌شود و ناگهان pH محلول عوض می‌شود. یون‌های هیدروکسید تولیدی باعث تشکیل لایه‌های مایسلی در اطراف هیدروکسید فریت کبالت می‌شود که به نوبه خود منجر به مورفولوژی متراکمِ محصولات کروی نهایی با آگلومره کمتر خواهد شد. افزودن PEG-400 به عنوان عامل اتصال بود و باعث اندازه دانه بزرگتر با قطرهای نامساوی شد و همچنین تغییر در مورفولوژی ذره مشاهده شد. مزایای روش‌های سنتز در کار فعلی برای محصولات نهایی در مقایسه با دیگر روش‌ها نشان می‌دهد که اگر عواملی نظیر سورفکتانت‌های CTAB، HMT و PEG-400 و شرایط سنتز شیمیایی بهینه‌سازی شود، آنگاه می‌توان نانوذرات فریت کبالت را با توزیع‌های متفاوت و مورفولوژی مختلف تهیه کرد. روش هم‌رسوبی یکی از روش‌های ساده، کمتر سمی، سریع و با ظرفیت بالا بدون تحمیل هزینه زیاد برای سنتز نانومواد با اندازه دانه مطلوب به کمک سورفکتانت‌ها مختلف در شرایط بهینه است. بهره‌وری کاربردها صرفاً به خلوص فازهای تهیه‌شده، اندازه بلورها و اندازه ذرات ماده بستگی دارد که به سادگی در روش هم‌رسوبی با تنظیم دمای زینترینگ، زمان واکنش و دیگر عوامل اثرگذار قابل کنترل است. اگرچه روش سنتز به کمک سورفکتانت بسیار متداول است، نقشِ سورفکتانت بر رفتار مغناطیسی چندان مطالعه نشده است. مطالعه حال حاضر معلوم کرد که سورفکتانت یکی از عوامل مهم در تنظیم مورفولوژی ماده است.

کاهش حالت کوانتومی و نظریه پیچش نیوتنی

Quantum state reduction, and Newtonian twistor theory

چکیده
1 مقدمه
2 تغییر فاز برای میدان های گرانشی غیر یکنواخت
3 نظریه چرخشی معادله ایری (Airy)
4 تابع چرخش نیوتنی معکوس
منابع

چکیده
 ما در مورد اصل هم ارزی درحرکت های کوانتومی در زمینه هندسه نیوتن-کارتان و نظریه چرخش غیر نسبیتی صحبت می کنیم.

2 تغییر فاز برای میدان های گرانشی غیر یکنواخت
ابهام فاز (1.4) چندان نگران کننده نیست زیرا دو تابع موج انیشتینی یا نیوتنی می تواند برای توصیف ذره انتخاب شود و بطور مداوم برای مدلسازی حرکت دورانی کوانتومی آن استفاده شود. اگر میدان گرانشی خود در برهم نهی کوانتومی دخالت داشته باشد، مشکل به وجود می آید. مثالی که در [2] در نظر گرفته شده، یک جسم عظیم است که در یک برهم نهی در دو مکان یک و دو قرار گرفته اند، هر کدام دارای میدان گرانشی یکنواختg_1 وg_2 خود هستند. یک تابع موج انیشتینی هنوز می تواند در نقطه p در نظر گرفته شود و (همان طور که میدان گرانشی کلی زمین از بین می رود) و یک اختلاف فاز به شکل (1.4) با g^2 جایگزین شده توسط |g_1-g_2 |^2 وgz جایگزین شده توسط (g_1-g_2).x وجود دارد.

در این بخش ما نشان می دهیم که وابستگی مکعبی زمان در ابهام فاز حاصل از اتخاذ یک میدان گرانشی یکنواخت نیست و برای ظرفیت های بالقوه کلی در معادله شرودینگر قرار دارد.

ما باید از یک ترتیب هندسی استفاده کنیم که در آن معادله وابستگی زمان شرودینگر از یک کاهش کالوزا-کلاین تهی بدست آید.

یک اندازه صفحه-موج در چند برابر ابعادM^5 با مختصات محلی x^μ=(u,t,x^i ) با یک ایزومتریک(isometry) تهی را در نظر بگیرید که ما انتخاب کردیم تا توسط یک بردار نهایی تهی K=∂/∂u و عنصر خطی تولید شود.

انتقال فاز برگشت پذیر ناشی از فوتون در پروسکایت CsPbBr3

Photon-Induced Reversible Phase Transition in CsPbBr3 Perovskite

1- مقدمه

2- نتایج و بحث

3- نتیجه گیری

منابع

سازماندهی مجدد ساختار در مواد پروسکایت بعلت ویژگی های جذاب (مساعدتی) خود در دستگاه های الکترونیک نوری – مانند تحقق لیزر موج متداوم و بهبود عملکرد در دستگاه های فتوولتاییک – مورد توجه زیادی قرار گرفته است. متأسفانه دشواری کنترل پردازش سازماندهی مجدد و مکانیزم های بنیادی غیر واضح، مانعی را بر سر راه «بهره گیری از سازماندهی مجدد ساختاری در پی عملکردهای متمایز در دستگاه های مبتنی بر پروسکایت» ایجاد میکند. در مقاله حاضر ابتدا تحریک انتقال فاز از ارتورومبیک (راست محوری) به چهار وجهی در CsPbBr3، با استفاده از روشنایی بالاتر از گاف نواری (شکاف باند) با یک آستانه انرژی کوچک (1.6 mW cm 2) گزارش می گردد. این انتقال از ارتورومبیک به چهار ضلعی، معکوس پذیر است و پاسخ سریع و قابل کنترلی (<0.5 s) را نسبت به روشن/خاموش شدن لامپ نشان میدهد. محاسبات تئوری کارکردی چگالی و طیف نمایی رامان نشان میدهد که این سازماندهی مجدد پویای ساختار توسط انتقال جهت پیچش در هشت وجهی Pb-Br ایجاد میشود، در حالیکه اثبات شده است که «میدان کولنی محلی القا شده با تفاوت اختلاف پتانسیل نفوذ» این فرآیند را تحریک میکند. یافته های تحقیق حاضر درک عمیقی از سازماندهی مجدد جهانی ساختار تحت تابش دهی در مواد پروسکایت را فراهم می سازند و مطالعه بیشتر «عملکردهای جدید همراه با سازماندهی مجدد ساختار القا کننده رفتارهای موقتی در دستگاه های الکترونیک نوری را ترغیب میکنند: بعنوان مثال تغییرات در ثابت دی الکتریک و اثرات راشبا القا شده با نوسان لبه نوار، که تأثیر مهمی را بر روی دستگاه های الکترونیک نوری مبتنی بر پروسکایت نشان میدهند.

3- نتیجه گیری

بطور خلاصه، ما انتقال فاز معکوس پذیر از ارتورومبیک به چهار وجهی در تک بلورهای CsPbBr3 را تحت روشنایی بالاتر از گاف نواری با یک آستانه انرژی کوچک (1.6 mW cm-2) گزارش می دهیم. با مقاومت محاسبه تئوری کارکردی چگالی و اندازه گیری های سیستماتیک، پی بردیم که انتقال فاز از تغییر حالت حرکت در هشت وجهی Pb-Br ناشی می گردد که از انبساط متقارن پیوند مخالف حالت B1g ارتعاضی به حالت E تغییر می کند. در ضمن اختلاف پتانسیل نفوذ ناشی از عدم تعادل تحرک حامل، یک میدان الکتریکی محلی را تحریک میکند که اثبات شده است انرژی لازم برای تغییر حالت حرکت را فراهم می سازد. این یافته ها تفسیر اساسی برای سازماندهی مجدد ساختار در CsPbBr3 را (روشن و) فراهم می سازند. ما بر این باور هستیم که این کار سبب ترغیب کاوش و بررسی عملکردهای جدید در دستگاه های الکترونیک نوری پروسکایت می گردد که بر مبنای سازماندهی ساختاری پروسکایت و رفتارهای همراه با آن هستند.

Structure reorganization within perovskite materials has attracted much attention due to its assisted appealing features in optoelectronic devices, such as achieving continue-wave laser and performance enhancement in photovoltaic devices. Unfortunately, the difficulty of controlling reorganization processing and unclear underlying mechanisms impose an impediment for taking advantage of the structural reorganization in pursuit of distinctive functions in perovskite-based devices. In this work, using above-bandgap illumination with a small energy threshold (1.6 mW cm−2 ) triggering phase transition from orthorhombic to tetragonal in CsPbBr3 is first reported. This photon-induced structure reorganization is reversible and presents a fast and controllable response (<0.5 s) to light on/off. Raman spectroscopy and density functional theory calculations reveal that such a dynamic structure reorganization is caused by the transition of torsion direction in Pb–Br octahedral, while the diffusion potential difference induced local Coulombic field is proved to drive this process. The findings provide a deep understanding for universal structure reorganization under irradiation in perovskite materials and encourage further study of the novel functions associated with structure reorganization inducing temporal behaviors in optoelectronic devices, for example variations in dielectric constant and band edge fluctuation induced Rashba effects, which show a significant influence on perovskite-based optoelectronic devices.

3- Conclusion

In summary, we report on reversible phase transition from orthorhombic to tetragonal in CsPbBr3 SCs under above bandgap illumination with a small energy threshold (1.6 mW cm−2). With the assistance of DFT calculation and systematic measurements, we found the phase transition originated from the variation of motion mode in Pb–Br octahedra, changing from the symmetric stretch of opposite bond of vibrational B1g mode to E mode. Meanwhile, the diffusion potential difference due to unbalance of carrier mobility induces a local electric field, which is proved to provide energy for this motion mode changing. These findings clarify and provide the fundamental interpretation for structure reorganization in CsPbBr3. We believe this work will motivate the exploration of novel functions in perovskite optoelectronic devices basing on perovskite structural reorganization and its associating behaviors.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

انتقال فاز برگشت پذیر ناشی از فوتون در پروسکایت CsPbBr3

Photon-Induced Reversible Phase Transition in CsPbBr3 Perovskite

یک پروب سنجش نور صوتی با استفاده از خط تاخیر آکوستیکی فیبر نوری

A photoacoustic sensing probe using optical fiber acoustic delay line

چکیده

1- مقدمه

2- روال تجربی

2-1 طراحی و ساخت پروب

2-2 ارسال فراصوت فیبر تاخیر آکوستیکی

2-3 تایید تفکیک سیگنال تداخلی

2-4 مشخصات رنگ

2-5 شناسایی خوب گاو در سینه مرغ

3- نتایج و بحث

3-1 انتقال فراصوت فیبر تاخیر آکوستیکی

3-2 تایید تفکیک سیگنال تداخلی

4- نتیجه گیری

چکیده

در این مقاله طراحی جدید پروب سنجش فوتو آکوستیک شامل دو فیبر نوری را گزارش می دهیم. یک فیبر نوری برای تحویل پالس های نوری تحریک مورد استفاده قرار می گیرد. فیبر دیگر به عنوان یک خط تاخیر آکوستیکی برای تقویت سیگنال PA تقویت شده از هدف به فرستنده خارجی فراصوت عمل می کند. با فازودن تاخیر زمانی مناسب، سیگنال اصلی PA به آسانی از سیگنال های تداخلی تفکیک می شود. برای نمایش این طرح جدید، یک پروب نمونه اولیه اولی طراحی، ساخت و تست شده است. عملکرد سنجش PAC با غلظت های مختلف ترکیب رنگ های مشکی قرمز مشخص شده است. نتایج حاصل از تست نشان می دهد که پروب سنجش PA می تواند حساسیت خوبی را فراهم کند و خطی بودن زیادی را بر بستر طیف گسترده ای از غلظت ها حفظ کند. شناسایی خون گاو که در بافت سینه مرغ گنجانده شده است، برای نمایش سودمندی بالقوه آن در کاربردهای طبیعی به کار گرفته شده است.

4- نتیجه گیری

در این کار پروب جدید سنجش PA همراه با تحویل نور و تشخیص فراصوت در یک بسته فشرده نشان داده شده است. متفاوت از روش های متداول، استفاده از فیبر نوری به عنوان یک خط تاخیر آکوستیکی دو مساله چالش برانگیز در طراحی پروب سنجش PA را مورد بررسی قرار می دهد. اول، با وجود ناخیر زمانی مناسب، سیگنال های PA با تاخیر وارد ترنسدیوسر گیرنده می شوند و با سیگنال های تداخلی بسیار قدرتمندتر ترکیب نمی شود. این کار اجازه می دهد تا اندازه گیری های PA بر روی هدف نزدیک با پروب یا حتی در اتصال با پروب انجام شود. دوم، ترنسدیوسر فراصوت گیرنده می تواند در خارج از بدنه پروب قرار گیرد. به عنوان یک نتیجه، قطر بدنه پروب به منظور به حداقل رساندن تهاجمی بودن آن برای استفاده در موجود زنده، به طور قابل توجهی کاهش یابد. ما در آینده قصد داریم تا ساخت و مونتاژ پروب جدید سنجش PA را بهینه کنیم و درباره کاربردهای آن در موجود زنده تحقیق کنیم.

Abstract

In this paper, we report a new photoacoustic sensing probe design consisting of two optical fibers. One optical fiber is used for delivering the excitation light pulses. The other one serves as an acoustic delay line to relay the generated PA signal from the target to an outside ultrasound transducer. With the addition of suitable time delay, the original PA signal can be easily separated from the interference signals. To demonstrate this new design, a prototype probe was designed, fabricated and tested. The PA sensing performance was characterized with different concentration of black and red dye solutions. The testing results show that the PA sensing probe can provide good sensitivity and maintain high linearity over a wide range of concentrations. The detection of bovine blood embedded into chicken breast tissue was also conducted to demonstrate its potential usefulness for in-vivo applications.

4- Conclusion

In this work, we have demonstrated a new PA sensing probe with light delivery and ultrasound detection in a compact package. Different from conventional approaches, the use of optical fiber as acoustic delay line addresses two challenging issues in PA sensing probe design. First, with a suitable time delay, the PA signals will arrive later at the receiving transducer and not mixing with the much stronger interference signals. This allows PA measurements to be performed on targets close to or even contacted with the probe. Second, the receiving ultrasound transducer can be located outside the probe shank. As a result, the diameter of the probe shank can be significantly reduced to minimize its invasiveness for in-vivo use. In the future, we plan to optimize the fabrication and assembly of the new PA sensing probe and investigate its in-vivo applications.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک پروب سنجش نور صوتی با استفاده از خط تاخیر آکوستیکی فیبر نوری

A photoacoustic sensing probe using optical fiber acoustic delay line

تأثیر نیروی تناوبی خارجی بر امواج یونی صوتی در پلاسماهای فوق گرمایی

Effect of externally applied periodic force on ion acoustic waves in superthermal plasmas

چکیده

1-مقدمه

2-معادلات مدل پلاسمایی

3- محاسبه ی معدله شمل واداشته

4-جواب منفرد معادله واداشته ی شمل

5-شبیه سازی عددی و تشریح مطالب

6-نتایج

چکیده

امواج منفرد یون صوتی در پلاسماهای فوق حرارتی در حضور الکترون های به دام افتاده، مورد مطالعه قرار گرفته است. روش اختلال کاهشی برای دستیابی به یک معادله ی کورته وگ دوریز واداشته مانند معادله ی شمل، به کار رفته است. در حضور نیروی خارجی، یک حل عددی مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین، تاثیر نیروی تناوبی خارجی نیز مشاهده شده است. تاثیر شاخص طیفی، بزرگی نیرو( f0) و فرکانس (ω) بر روی دامنه و پهنای موج منفرد به دست آمده است. نتیجه ممکن است در پلاسمای آزمایشگاهی و همچنین در محیط های نجومی مفید باشد.

1-مقدمه

وجود ذرات فوق گرم با انرژی بسیار زیاد در موقعیت های مختلف پلاسمایی که منجر به توزیع های طولی بلند می-شود، یک بخش ضروری در فضای مختلف 39-24،13 و بررسی های آزمایشگاهی می باشد40-34. تعداد قابل ملاحظه ای از مدل ها برای شرح این اثر بر روی دینامیک موج غیرخطی از طریق تصحیحات پدیده شناختی تابع توزیع الکترونی، پیشنهاد شده است. 

6-نتایج

ما امواج منفرد یون صوتی را در پلاسماهای فوق حرارتی و در حضور الکترون های به دام افتاده مورد مطالعه قرار داده ایم. روش اختلال کاهشی برای به دست آوردن معادله ی شمل شبه KdV به کار گرفته می شود. یک جواب تحلیلی برای موج منفرد در حضور نیروی تناوبی خارجی به کار رفته برای معادله ی شمل به دست آمده است. تاثیر نیروی خارجی تناوبی بر روی جواب منفرد موج یون صوتی با مقادیر ثابت سایر پارامترها فیزیکی K، U0 ، B  نشان داده شده است. موج منفرد با کاهش قدرت نیروی خارجی (f0) هموارتر می شود. از طرف دیگر، هنگامی که فرکانس موج تناوبی خارجی(ω) کاهش می یابد، دامنه ی موج منفرد افزایش می یابد. نتیجه ممکن است در پلاسماهای آزمایشگاهی و محیط های فضایی، مفید واقع شود.

Abstract

Ion acoustic solitary waves in superthermal plasmas are investigated in the presence of trapped electrons. The reductive perturbation technique is employed to obtain a forced Korteweg–de Vries-like Schamel equation. An analytical solution is obtained in the presence of externally applied force. The effect of the external applied periodic force is also observed. The effect of the spectral index (κ), the strength (f0), and the frequency (ω) on the amplitude and width of the solitary wave is obtained. The result may be useful in laboratory plasma as well as space environments.

I- INTRODUCTION

The existence of highly energetic superthermal particles in different plasma situations, which results in long-tailed distributions, is an essential part in different space13,29–34 and laboratory plasma34–40 inspections. A good number of different models have been suggested to relate this effect on nonlinear wave dynamics through phenomenological correction to the electron distribution function.

VI- CONCLUSIONS

We have studied ion acoustic solitary waves in superthermal plasmas in the presence of trapped electrons. The reductive perturbation technique has been employed to derive the KdV-like Schamel equation. An analytical solitary wave solution has been derived for the Schamel equation in the presence of the externally applied periodic force. The effect of the externally applied periodic force on the ion acoustic solitary wave solution with fixed values of other physical parameters k; U0; B has been presented. The solitary wave becomes smooth when the strength (f0) of the external force decreases. On the other hand, the amplitude of the solitary wave increases when the frequency (ω) of the periodic force decreases. The result may be

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تأثیر نیروی تناوبی خارجی بر امواج یونی صوتی در پلاسماهای فوق گرمایی

Effect of externally applied periodic force on ion acoustic waves in superthermal plasmas

غشای پیزوالکتریک برای ویسکوزیته مایعات و اندازه گیری تراکم توده

Piezoelectric-excited membrane for liquids viscosity and mass density measurement

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

غشای پیزوالکتریک برای ویسکوزیته مایعات و اندازه گیری تراکم توده

Piezoelectric-excited membrane for liquids viscosity and mass density measurement

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

بررسی عددی زمان ثابت پویایی خوشه حباب حل شده با استفاده از روش ضبط رابط از روش جریان چند فازی

Numerical investigation of the time-resolved bubble cluster dynamics by using the interface capturing method of multiphase flow approach

چکیده
مقدمه
1- رویکرد جریان چند مرحله ای
1-1 تابع کسر حجمی
1-2 مدل همگن یک سیال
2- مدل ریاضی و معادلات
2-1 معادلات حاکم بر شبیه سازی خوشه حباب
2-2 فرمول بندی و مدل دینامیک حباب
3- استراتژی عددی
3-1 گسسته سازی فضایی و زمانی
3-2 الگوریتم اتصال فشار-سرعت- چگالی
4- فروپاشی تک حباب جدا شده
5- خوشه حباب در شکل مسطح
6- خوشه حباب به شکل مکعب
7- نتیجه گیری

چکیده

این مقاله یک رویکرد جریان چند فازی برای اتخاذ دوره فروپاشی زمان ثابت خوشه های حباب در اشکال مختلف هندسی ارائه می دهد. این روش شبیه سازی برای اولین بار از طریق محاسبه رفتار پویایی یک حباب بخار ایزوله در یک فشار محیط یکنواخت بررسی شده است. مقایسه بین نتیجه عددی و راه حل تئوری نشان می دهد که این روش می تواند دقیقا شکل حباب را بگیرد، زمان مشخصه و فشار بسیار بالا نیز ناشی از فروپاشی است. سپس این روش شبیه سازی برای بررسی رفتار دو نوع خوشه حباب در اشکال هندسی شش ضلعی و مکعبی استفاده می شود. به طور کلی توالی فروپاشی پیش بینی شده و مشخصات شکل حباب ها با نتایج تجربی همخوانی دارند. حباب ها تغییر شکل پیدا کرده و از لایه بیرونی به سمت لایه های درونی شکسته می شوند. در هر لایه، ابتدا حباب های موجود در زوایا قبل از فروپاشی به شکل نخود درآمده و سوراخ می شوند، سپس حباب ها در دو طرف شروع به کوچک شدن می کنند. همچنین مشخص شده است که در مقایسه با مورد یک تک حباب ایزوله، حباب مرکزی درون خوشه همواره در مراحل اولیه آهسته تر منقبض می شود و در مرحله نهایی شدیدتر فرو می پاشند.

7- نتیجه گیری

این مطالعه یک رویکرد شبیه سازی جریان چند فازی بر اساس مدل حفره زایی همگن و روشهای عددی متناظر را برای ضبط فرایند فروپاشی زمان ثابت خوشه های حباب در اشکال هندسی مختلف اتخاذ کرده است. این روش شبیه سازی ابتدا از طریق محاسبه رفتار دینامیک یک حباب بخار ایزوله قرار گرفته در یک میدان فشار یکنواخت ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه بین نتیجه عددی و راه حل تئوری نشان می دهد که این روش می تواند یک ضبط دقیق برای فرایند فروپاشی، زمان مشخصه و فشار بسیار بالا ناشی از فروپاشی را ارائه دهد. روش شبیه سازی عددی سپس به منظور بررسی رفتار دو نوع خوشه حباب با اشکال هندسی شش ضلعی و مکعبی مورد استفاده قرار گرفته است. به طور کلی توالی فروپاشی پیش بینی شده و ویژگی های شکل حباب ها با نتایج تجربی مطابقت دارند. حباب ها تغییر شکل پیدا کرده و از لایه بیرونی به سمت لایه درونی می شکنند. در هر لایه، ابتدا حباب های موجود در زوایا قبل از فروپاشی به شکل یک نخود در آمده و سوراخ می شوند، سپس حباب های جانبی شروع به کوچک شدن می کنند. همچنین این نشان داده شده است که حباب مرکزی درون خوشه در مقایسه با مورد یک تک حباب جدا شده، همواره در مراحل اولیه آهسته تر منقبض شده و در مرحله نهایی به شدت فرو می پاشد.

Abstract

The present paper proposes a multiphase flow approach for capturing the time-resolved collapse course of bubble clusters in various geometrical configurations. The simulation method is first verified by computing the dynamic behavior of an isolated vapor bubble placed in a uniform ambient pressure. The comparison between the numerical result and the theoretical solution indicates that the method can accurately capture the bubble shape, the characteristic time and the extremely high pressure induced by the collapse. Then the simulation method is applied to investigate the behavior of two kinds of bubble clusters in hexagonal and cubic geometrical configurations. The predicted collapsing sequence and the shape characteristics of the bubbles are generally in agreement with the experimental results. The bubbles transform and break from the outer layer toward the inner layers. In each layer, the bubbles on the corner first change into a pea shape and cave before collapsing, then the bubbles on the sides begin to shrink. It is also found that, in comparison with the case of an isolated single bubble, the central bubble in the cluster always contracts more slowly at the early stage and collapses more violently at the final stage.

7- Conclusions

This study adopts a multiphase flow simulation approach based on the homogeneous cavitation model and its corresponding numerical methods to capture the time-resolved collapse process of the bubble clusters in various geometrical configurations. The simulation method is firstly verified by computing the dynamic behavior of an isolated vapor bubble placed in a stationary uniform pressure field. The comparison between the numerical result and the theoretical solution indicates that the method can provide an accurate capturing for the collapse process, the characteristic time and the extremely high pressure induced by the collapse. Then the numerical simulation method is applied to investigate the behavior of two kinds of bubble clusters in hexagonal and cubic geometrical configurations. The predicted collapsing sequence and the shape characteristics of the bubbles are generally in agreement with the experimental results. The bubbles transform and break from the outer layer toward the inner ones. In each layer, the bubbles on the corner first change into a pea shape and cave before collapsing, then the bubbles on the sides begin to shrink. It is also found that, in comparison with the case of an isolated single bubble, the central bubble in the cluster always contracts more slowly at the early stage and collapses more violently at the final stage.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی عددی زمان ثابت پویایی خوشه حباب حل شده با استفاده از روش ضبط رابط از روش جریان چند فازی

Numerical investigation of the time-resolved bubble cluster dynamics by using the interface capturing method of multiphase flow approach

دوز حفره زایی در پاک کننده اولتراسونیک و وابستگی آن به پارامترهای تجربی

Cavitation dose in an ultrasonic cleaner and its dependence on experimental parameters

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

دوز حفره زایی در پاک کننده اولتراسونیک و وابستگی آن به پارامترهای تجربی

Cavitation dose in an ultrasonic cleaner and its dependence on experimental parameters

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

اندازه گیری امپدانس الکتریکی در اشیای پزشکی

Measurements of electrical impedance of biomedical objects

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سنجش امپدانس برقی اشیای پزشکی

Measurements of electrical impedance of biomedical objects

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

گذردهی دی الکتریک عظیم با اتلاف کم در سرامیک SnO2 روتیل کو دوپ شده با (Al+Nb) در دمای اتاق

Colossal dielectric permittivity in (Al + Nb) co-doped rutile SnO2 ceramics with low loss at room temperature

اکتشاف مواد دارای گذردهی عظیم دی الکتریک (CP) همراه با اتلاف کم دی الکتریک در طیف گسترده ای از فرکانس ها / دماها، همچنان علاقه قابل توجهی را جلب می کند. ما در این مقاله، سرامیک های SnO2 روتیل کو دوپ شده با (Al+Nb) همراه با اتلاف کم دی الکتریک در دمای اتاق را گزارش می کنیم. سرامیک های Al0.02Nb0.05Sn0.93O2 و Al0.03Nb0.05Sn0.92O2 گذردهی های دی الکتریک نسبتا بالا (بالای 103) و اتلاف-های دی الکتریک کم (0.015<tanδ<0.1) را در طیف گسترده ای از فرکانس ها و دماها از 140 تا 400 درجه کلوین نشان می دهند. دوپ کردن آلومینیوم می تواند با افزایش مقاومت های دانه و مرز دانه، رفتار دی الکتریک را تعدیل کند. تفاوت های موجود در مقاومت و انرژی فعال سازی رسانا در دانه ها و مرز دانه ها نشان می دهد که می توان CP را در سرامیک های SnO2 کو دوپ شده به اثر خازنی لایه ی مانع داخلی نسبت داد.

ترکیبات دارای گذردهی عظیم دی الکتریک (CP˃103) به علت کاربردهایشان در ذخیره سازی چگالی با انرژی بالا و میکروالکترونیک ها، در نتیجه تقاضای فزآینده کاربردهای میکروالکترونیک، توجه بسیاری را جلب کرده اند. مواد CP فروالکتریک، از قبیل BaTiO3، Bi0.5Na0.5TiO3، (K,Na)NbO3 و (1-x)[Pb(Mg1/3Nb2/3]O3-x[PbTiO3] (PMN-PT) به طور گسترده ای مطالعه شده اند؛ با این حال، CP تنها در یک محدوده ی دمایی کوچک در اطراف دمای کوری حاصل می شود، که این امر کاربرد آنها را محدود می کند. CP در طیف گسترده-ای از دماها در مواد غیر فروالکتریک مرسوم، از قبیل CaCu3Ti4O12 (CCTO)، NiO دوپ شده، La2xSrxNiO4 و ZnO گزارش شده است؛ با این حال، اتلاف دی الکتریک در این مواد بسیار بالاست (˃0.1) که مورد استفاده قرار گیرند. اگرچه CCTO دوپ شده و Y2/3Cu3Ti4O12 دوپ شده، CP دارای اتلاف کم دی الکتریک را نشان می دهند، اتلاف کم دی الکتریک را تنها می توان در طیف محدودی از فرکانس بدست آورد. اخیرا، هو پی برد که سرامیک های روتیل (TiO2) کو دوپ شده با In-Nb، CP دارای اتلاف کم دی الکتریک (⁓0.05) را در طیف گسترده ای از دماها / فرکانس ها نشان می دهد؛ اما اتلاف کم دی الکتریک به شدت به شرایط سنتز بستگی دارد. بنابراین، مواد CP جدید دارای اتلاف کم دی الکتریک در طیف گسترده ای از دماها و فرکانس ها هنوز مورد بررسی قرار می گیرند.

به طور خلاصه، CP و اتلاف کم در سرامیک های SnO2 روتیل کو دوپ شده با Al+Nb را در طیف گسترده ای از فرکانس ها و دماها گزارش کردیم. سرامیک های SnO2 کو دوپ شده با Al+Nb اتلاف دی الکتریک کم تری نسبت به مواد CP غیر فروالکتریک مرسوم، همراه با یک عدم وابستگی عالی فرکانس / دما را نشان دادند. تفاوت-های زیاد موجود در مقاومت و انرژی فعال سازی رسانا بین دانه و مرز دانه نشان می دهد که اثر IBLC مسئول CP است. دوپ کردن آلومینیوم می تواند رفتار دی الکتریک را با افزایش مقاومت های دانه و مرز دانه تعدیل کند. افزایش مقاومت مرز دانه می تواند به طور موثری اتلاف دی الکتریک را کاهش دهد؛ در حالی که، افزایش مقاومت دانه، زمان آرامش τ را افزایش خواهد داد؛ که منجر به اتلاف بیشتر دی الکتریک هنگامی که سطح دوپ کردن آلومینیوم بیش از 0.04 باشد، می شود.

The exploration of colossal dielectric permittivity (CP) materials with low dielectric loss in a wide range of frequencies/temperatures continues to attract considerable interest. In this paper, we report CP in (Al þ Nb) co-doped rutile SnO2 ceramics with a low dielectric loss at room temperature. Al0.02Nb0.05Sn0.93O2 and Al0.03Nb0.05Sn0.92O2 ceramics exhibit high relative dielectric permittivities (above 103 ) and low dielectric losses (0.015 < tan d < 0.1) in a wide range of frequencies and at temperatures from 140 to 400 K. Al doping can effectively modulate the dielectric behavior by increasing the grain and grain boundary resistances. The large differences in the resistance and conductive activation energy of the grains and grain boundaries suggest that the CP in co-doped SnO2 ceramics can be attributed to the internal barrier layer capacitor effect.

The compounds with a colossal dielectric permittivity (CP > 103 ) have attracted a lot of attention because of their applications in high-energy density storage and microelectronics as a result of the continually increasing demands of microelectronics applications.1–4 Ferroelectric CP materials, such as BaTiO3, 5,6 Bi0.5Na0.5TiO3, 7 (K,Na)NbO3, 8 and (1-x)[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-x[PbTiO3] (PMN-PT),9,10 have been widely studied; however, the CP can only be achieved in a small temperature range around the Curie temperature, which limits their application. CP has been reported across a wide range of temperatures in the traditional nonferroelectric materials, such as CaCu3Ti4O12 (CCTO),2,11 doped NiO,12 La2xSrxNiO4, 13,14 and ZnO;15,16 however, the dielectric loss in these materials is too high (>0.1) to be applied. Although doped CCTO17 and doped Y2/3Cu3Ti4O12 (Ref. 18) show CP with low dielectric loss, the low dielectric loss can only be achieved in a narrow frequency range. Recently, Hu et al. found that In þ Nb co-doped rutile TiO2 ceramics exhibit CP with low dielectric loss (0.05) over a very broad range of temperatures/frequencies,19 but the low dielectric loss strongly depends on the synthesis conditions.20–23 Therefore, new CP materials with low dielectric loss over a wide range of temperatures and frequencies are still being investigated.

In summary, we have reported CP and low loss in Al þ Nb co-doped rutile SnO2 ceramics across a broad range of frequencies and temperatures. Al þ Nb co-doped SnO2 ceramics exhibit lower dielectric loss than traditional nonferroelectric CP materials, with an excellent independence of frequency/temperature. The large differences in the resistance and conductive activation energy between the grain and grain boundary suggest that the IBLC effect is responsible for the CP. Al doping can modulate the dielectric behavior by increasing grain and grain boundary resistances. The increase in grain boundary resistance can effectively reduce dielectric loss; meanwhile, the increasing grain resistance will increase the relaxation time s, resulting in a higher dielectric loss when the Al doping level exceeds 0.04.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

گذردهی دی الکتریک عظیم با اتلاف کم در سرامیک SnO2 روتیل کو دوپ شده با (Al+Nb) در دمای اتاق

Colossal dielectric permittivity in (Al + Nb) co-doped rutile SnO2 ceramics with low loss at room temperature