روکش کاری لیزری در صنعت و تحقیقات علمی به طور روز افزون رواج یافته است. رویکرد متفاوتی در مواد استفاده شده در روکش کاری لیزری استفاده از مخلوط پودرهای عناصر خالص به عنوان مواد خام و ایجاد آلیاژ به صورت در جا می باشد. هدف این تحقیق بررسی امکان پذیری لایه نشانی لیزری برای ایجاد کامپوزیت زمینه فلزی (mmc) با استفاده از پودر عناصر خالص توسط لیزر پالسی nd:yag با توان کم می باشد. مقالات بسیار کمی در مورد روکش کاری لیزری پودر تانتالم/کربن/نیکل برای ایجاد آلیاژ سخت tac/ni توسط واکنش در جا منتشر شده است. از روکش کاری لیزری با روش پیش نشانی برای ایجاد پوشش mmc از مخلوط پودرهای عناصر خالص شامل 75درصد وزنی نیکل و عناصر تشکیل دهنده ی آلیاژ سخت شامل 25درصدوزنی مجموع پودر تانتالم و کربن استفاده شد. ایجاد تخلخل در پوشش نیکلی مورد تحلیل قرار گرفت. اثرات پارامترهای لیزری و فرایندی و ترکیب پوشش بر تشکیل تخلخل بررسی شد. روش های موثری برای کنترل و جلوگیری از ایجاد تخلخل یافت شد. نشان داده شد که تنظیم پارامترهای فرایندی می تواند به ایجاد لایه های بدون تخلخل و با ویژگی های مطلوب منجر شود. ایجاد تخلخل غالباً در اثر حبس گاز به علت سرعت سرمایش بالا در طول روکش کاری لیزری اتفاق می افتد. به منظور دستیابی به پنجره ی کاری برای پوشش دهی بدون عیب نیکل خالص بر روی زیرلایه، بررسی پارامتری انجام شد. پوشش آلیاژی سخت کاربیدتانتالم/نیکل با واکنش تانتالم و کربن در حوضچه ی مذاب ایجاد شد. نتایج مقطع عرضی پوشش تک پاس، مقدار رقیق شدگی، سختی سطحی و ریزساختارهای ایجاد شده در شرایط روکش کاری مختلف ارائه و بحث شده و پارامترهای بهینه ی روکش کاری برای دستیابی به نمونه های mmc با بیشینه ی کیفیت تعیین شده است. از میکروسکوپ نوری، sem، eds و xrd و اندازه گیری ریزسختی برای بررسی ویژگی های ریزساختاری و سختی نمونه های mmc استفاده شده است. نتایج نشانگر تشکیل پوشش بدون ترک با دو نوع فاز بوده است: زمینه ی نرم بدون تخلخل و فاز سخت توزیع شده در زمینه. آنالیز ترکیب شیمیایی eds نشانگر عدم حضورتانتالم و یا کربن در زمینه ی مقاطع عرضی نمونه ها و حضور نیکل و آهن در زمینه بوده است. آنالیز xrd نشان داد که محصول نهایی تنها شامل فازهای tac و nife می باشد. اندازه ی ذرات tac تشکیل شده در جا کوچک و با اندازه ی متوسط کمتر از 2 میکرومتر می باشد. به علت تشکیل درجای ذرات کاربیدتانتالم در حوضچه ی مذاب، کاربیدتانتالم پیوند فصل مشترکی خوبی با نیکل دارد. بدیهی است که تشکیل کاربیدتانتالم به علت کسر حجمی بالای ذرات با سختی بالا برای بهبود سختی و مقاومت به سایش کامپوزیت در منطقه ی موضعی تقویت شده مفید می باشد.

یکی از راه های مصون نگه داشتن پوست بدن در برابر مخاطرات پوستی ناشی از تابش بیش از حد پرتوهای فرابنفش، استفاده از ضدآفتا ب ها می باشد. ضدآفتاب ها حاوی مواد آلی فیلترکننده ی پرتوهای فرابنفش (شامل مواد شیمیایی) و مواد غیرآلی فیلترکننده ی پرتوهای فرابنفش (شامل اکسیدهای فلزی اکسیدروی و دی اکسیدتیتانیوم) می باشند. اکسیدهای فلزی در مقایسه با مواد شیمیایی حفاظت پرتوی خوبی ایجاد کرده اما بر روی پوست سفید رنگ دیده می شوند که از نظر آرایشی مطلوب نیست. با دستکاری اندازه ی ذرات اکسیدهای فلزی و تبدیل آن به نانوذرات (کوچکتراز 100 نانومتر)، به دلیل پراکندگی کمتر نور این عیب بر طرف می گردد. نانوذرات اکسیدروی در مقایسه با نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم و مواد شیمیایی فیلترکننده ی پرتوهای فرابنفش، محدوده ی بیشتری از تابش های فرابنفش را بلوکه کرده در نتیجه کاربرد گسترده ای در ضدآفتاب ها دارند، اما باید توجه کرد که نانوذرات اکسیدروی به دلیل خاصیت کاتالیستی و فوتوکالیستی قادر به تولید رادیکال های آزاد می باشند در نتیجه احتمال آسیب رسانی به زیست مولکول ها و dna توسط رادیکال های آزاد وجود دارد. در این پژوهش پس از سنتز نانوذرات اکسیدروی با استفاده از هیدروکسیدسدیم و استات روی، سطح نانوذرات با استفاده از مولاریته های مختلفی از محلول سیترات سدیم در زمان های پراکنده شدن متفاوت دستکاری شده و فعالیت کاتالیستی و فوتوکاتالیستی آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به داده های حاصل از این پژوهش؛ با دستکاری نانوذرات اکسیدروی توسط محلول سیترات سدیم 1 مولار در زمان پراکنده شدن 12 ساعت نانوذرات بهینه ای خواهیم داشت که علی رغم اندازه ذره ای کوچکتر، میزان تولید رادیکال های آزاد به واسطه ی فعالیت کاتالیستی و فوتوکاتالیستی آن ها در مقایسه با نانوذرات دستکاری نشده کمتر می باشد. همچنین مدت پراکنده سازی که موجب دستیابی به اندازه ذره ای کوچکتر می شود با افزایش غلظت محلول سیترات سدیم کاهش می یابد.

در این پایان نامه ابتدا ضرورت بررسی و کنترل سیستمهای آشوبی با دینامیک کسری مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به اینکه اکثر سیستم های موجود در طبیعت با دینامیک کسری بوده و با تقریب، مرتبه ی آنها صحیح در نظر گرفته می شود نیاز به بررسی سیستمهای کسری به طور واضح احساس می گردد. سپس به مطالعه روشهای مختلف حل معادلات مرتبه کسری پرداخته شده و تمایزی بین این روشها ایجاد می گردد. در ادامه به بررسی پایداری سیستمهای مرتبه کسری پرداخته می شود. در بخش دیگر این پایان نامه مقدمات کلی در مورد اصل آشوب و چگونگی به وجود آمدن و کشف رفتار آشوبی سیستم ها بیان خواهد شد. در کار های پیشین امکان وجود آشوب در سیستم های کسری تنها با استفاده از روش عددی بررسی شده است. اما در این پایان نامه با استفاده مفاهیم پایداری به عنوان کار جدید محدوده آشوبی به دست آمده و با روش های عددی مقایسه شده است. پس از بررسی رفتار آشوبی مسئله کنترل این سیستم ها مطرح می گردد و در این زمینه از کنترل کننده های مد لغزشی مرتبه کسری ، کنترل کننده مشتقی با فیدبک کسری و کنترل کننده pid تطبیقی مرتبه صحیح وکسری استفاده می گردد. کنترل کننده مد لغزشی به عنوان کار جدید به منظور کنترل سیستم های آشوبی با دینامیک کسری پیشنهاد شده است.کنترل کننده پیشنهادی عمل همزمانسازی و کنترل را به سرعت انجام داده ولی نیازمند ورودی کنترلی نسبتا بالایی می باشد. این کنترل کننده در هنگام پیاده سازی عملی و در صورت بروز عدم قطعیت و اغتشاش مقاوم خواهد بود . در ادامه یک کنترل کننده مشتقی با فیدبک کسری برای کنترل سیستمهای آشوبی مرتبه صحیح مورد استفاده قرار گرفته که به دلیل سادگی ساختار کنترل کننده بسیار مورد توجه می باشد. این کنترل کننده بدون نیاز به جابجایی مکان قطبهای ناپایدار تنها با افزایش ناحیه پایداری، سیستم آشوبی مورد نظر را کنترل و پایدار می نماید. علی رغم مزیت های گفته شده، به عنوان کار جدید نشان داده خواهد شد که این کنترل کننده در هنگام پیاده سازی عملی در صورت بروز عدم قطعیت در پارامترهای آن، مقاوم نمی باشد. .دربحش نهایی یک کنترل کننده تطبیقی با مرتبه صحیح به منظور کنترل آشوب در سیستمهای با دینامیک کسری به عنوان کار جدید پیشنهاد شده و با تعمیم این کنترل کننده نوع کسری آن هم مورد بررسی قرار گرفته و روی چند سیستم پیاده سازی شده و نتایج با هم مقایسه گردیده است. با دقت در نتایج بدست آمده مشخص است که اگر چه هر دو نوع کنترل کننده صحیح و کسری pidتطبیقی به خوبی سیستم آشوبی مورد نظر را کنترل می کنند ولی با این حال کنترل کننده کسری تطبیقی به ورودی کنترلی کمتری نیاز دارد و خطای همزمانسازی در این حالت نیز به مراتب کمتر شده است. به عنوان تحقیق صحت عملکرد کنترل کننده ها، هر سه کنترل کننده پیشنهادی بر روی سیستم آشوبی جنسیو-تسی پیاده سازی شده اند.با توجه به سرعت پایدار سازی و خطای کم همزمانسازی، کنترل کننده مدلغزشی رفتار بهتری از خود نشان می دهد و از نظر ورودی کنترلی لازم جهت پایدارسازی سیستم آشوبی، کنترل کننده تطبیقی مرتبه کسری رفتار مناسب تر و معقول تری از خود نشان خواهد داد.در نتیجه با توجه به شرایط،خواسته ها و امکانات موجود می توان از هر سه کنترل کننده پیشنهادی استفاده مفید و بهینه نمود.