هدف از این تحقیق بررسی تأثیر تابش نور فرابنفش و گذشت زمان بر نیروی چسبندگی سطحی و تخریب نمونه های ساخته شده از نانوکامپوزیت های پلی استایرن- دی اکسید تیتانیوم و رزین اپکسی- خاک رس است . پلی استایرن یکی از پرکاربردترین پلیمرهای صنعتی است و کاربرد آن در زندگی روزانه ما روبه افزایش است . اما مقاومت بسیار بالای آن در مقابل تجزیه در محیط ، آنرا به خطری برای منابع زیست محیطی تبدیل کرده است . در این پروژه ، لایه های نازکی با درصدهای متفاوت از نانوکامپوزیت پلی استایرن- دی اکسید تیتانیوم به روش لایه نشانی چرخشی ساخته شد و خواص فیزیکی ، نیروی چسبندگی سطحی و ناهمواری نمونه ها توسط روشهای میکروسکوپی سطح مانند میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) ، قبل و بعد از تابش نور فرابنفش اندازه گیری و بررسی شد . نتایج حاصل از آزمایشات نشان دهنده اینست که اضافه نمودن نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم به زمینه پلیمری پلی استایرن ، به علت خواص فوتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم تحت تابش نور فرابنفش ، باعث افزایش تخریب سطحی و درنتیجه تجزیه سریع تر این مواد در محیط می شود . همچنین مشاهده شد که نحوه تهیه سوسپانسیون ps – tio2 ، تأثیر بسیاری بر افزایش میزان تخریب دارد . ساختار شیمیایی اپکسی ها و تنوع کاربردهای تجاری آنها باعث شده که اپکسی ها با ویژگی هایی مختلف و متنوع تولید شوند . در کل ، اپکسی ها بدلیل چسبندگی و خواص مکانیکی خوب و عایق الکتریکی بودن ، شناخته می شوند . اندازه گیری نیروی چسبندگی سطحی نمونه های ساخته شده از نانو کامپوزیت رزین اپکسی- خاک رس ، توسط میکروسکوپ نیروی اتمی به روش f.v ، نشان داد که اضافه نمودن نانو ذرات خاک رس به رزین اپکسی باعث افزایش نیروی چسبندگی سطحی و درنتیجه افزایش مقاومت آنها در برابر سایش و خوردگی می شود .

در این تحقیق، از کد مونت کارلو mcnp4c به منظور شبیه سازی طیف اشعه x در رادیولوژی تشخیصی و ماموگرافی استفاده شده است. اشکال هندسی مختلفی به صورت یک طرفه، مخروطی و دوار و با زوایای متفاوت برای آند در نظر گرفته شده و ترکیبات مختلف هدف/ فیلتر به منظور ارزیابی اثر ولتاژ لوله، ماده هدف و ضخامت فیلتر روی طیف اشعه x، در محدوده انرژی ماموگرافی، رادیولوژی تشخیصی و دندان پزشکی شبیه سازی می گردد. طیف اشعه x حاصل از شبیه سازی آند مخروطی و ترکیب هدف/ فیلتر مس- طلا/ تانتالیوم (cu-au/ta) با نتایج به دست آمده از یک کار تجربی مشابه، مقایسه و توافق بسیار نزدیکی بین آن ها مشاهده گردید. همچنین در هر محدوده انرژی، شدت پیک طیف اشعه x ترکیبات مختلف هدف/ فیلتر و طراحی های آند متفاوت با یکدیگر مقایسه و بهترین حالت در هر محدوده انتخاب شد. در محدوده انرژی ماموگرافی و در انرژی kev 30 و40 ترکیب هدف/فیلتر مولیبدنیوم/مولیبدنیوم (mo/mo) و در انرژی kev 50 ترکیب رودیوم/رودیوم (rh/rh)، در محدوده انرژی دندان پزشکی و در انرژی kev 80 ترکیب تانتالیوم/مولیبدنیوم (ta/mo) و در محدوده رادیولوژی در انرژی kev 140 ترکیب مس-طلا/مولیبدنیوم (cu-au/mo) دارای بیشترین شدت پیک نسبت به سایر ترکیبات هستند. از بررسی اثر فیلتر و تغییر ضخامت آن و همچنین اثر تغییر زاویه در آند مخروطی بر روی طیف اشعه x، این نتیجه حاصل شد که فیلتر نقش بسزائی در حذف فوتون های انرژی پایین دارد و با افزایش ضخامت فیلتر و زاویه آند شدت پیک کاهش می یابد. در ادامه، بررسی تغییر طول آند مخروطی نیز نشان داد که طول آند تأثیری در شدت پیک ندارد.

روش پوشش کاری لیزری با به کارگیری ابزاری با خواص یکتا همچون لیزر، نتایج منحصر به فردی نیز در جلوگیری از خوردگی و سایش قطعات فلزی دارد. در این روش از لیزر به منظور ذوب کردن سطح فلزی که می خواهیم آن را پوشش دهیم استفاده می شود. لیزر پر توان سطح فلز زیرلایه را ذوب کرده و حوضچه ای مذاب ایجاد خواهد شد. با افزودن پودر مواد افزایشی توسط یک سیستم نازل به حوضچه مذاب و در اثر فرآیند انجماد سریع، لایه ای با کیفیت بالا روی سطح زیرلایه بوجود خواهد آمد. لیزر به واسطه خواصی چون همدوسی، جهتمندی و غیره پرتوئی پرقدرت است که از آن می توان در انجام عملیات حرارتی به منظور بهبود در خواص سطوح فلزی استفاده کرد. همچنین پرتو لیزر در نقطه ای بسیار کوچک کانونی می شود که در نتیجه منطقه ای که توسط پرتو لیزر حرارت داده می شود منطقه ای کوچک خواهد بود. این خاصیت سبب می شود از روش پوشش کاری لیزری در پوشش دادن قطعات حساس به حرارت همچون تیغه های توربین استفاده شود. مدل سازی هر چه نزدیکتر به واقعیت فیزیکی مساله سبب کاهش در هزینه های انجام آزمایش به روش آزمون و خطا و همینطور افزایش سرعت انجام فرآیند خواهد شد. در پژوهش پیش رو قصد داریم یکی از کاملترین مدل های سه بعدی را که تا کنون برای فرآیند پوشش کاری لیزری در نظر گرفته شده است بررسی کنیم. تفاوت مدل ارائه شده در این پژوهش با سایر مدل های موجود در این است که در اینجا ما تاثیر افزودن مقداری از مواد نانو ساختار به داخل پودر مواد افزایشی را نیز در محاسباتمان وارد کرده ایم. مواد نانو ساختار به واسطه ساختار دانه ای شان انرژی پرتو لیزر را بیشتر از سایر مواد جذب می کنند. همانطور که خواهیم دید این خاصیت سبب خواهد شد لایه ای با کیفیت بالاتر و با شکستگی کمتر داشته باشیم.

پیشرفت علوم و ظهور انواع تکنولوژی، همواره بشر را به فکر بررسی و بهبود فرایند ها و محصولاتی که قبلاً ارائه شده اند، وا می دارد. به عنوان مثال، ساختار عناصر و مواد را بگونه ای تغییر می دهند تا کیفیت، دوام و کارایی محصولات تولید شده، بیشتر گردد. یکی از موادی که در انواع صنایع، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، فولاد 304 است. این ماده نسبت به سایر انواع فولاد های کربن استیل، به لحاظ کارآیی، دارای قیمت مناسبی می باشد ولی از اشکالات عمده آن این است که از این فلز در هر شرایطی و هر محیطی، نمی توان استفاده نمود، بنابراین ضروری است تا تغییراتی بر روی آن صورت پذیرد. این تغییرات می توانند با ایجاد یک لایه مقاوم بر روی فولاد 304 صورت پذیرد به همین منظور، در این پایان نامه لایه نشانی آلیاژ پایه کبالت stellite6 را به وسیله لیزر، بر روی فولادی 304 شبیه سازی کرده ایم. ضمنا به منظور ارتقاء کیفیت لایه نشانده شده، افزودن نانوذرات ceo2 به آلیاژ stellite6 نیز مطالعه و مقایسه گردیده است. شبیه سازی صورت پذیرفته نشان می دهد که مقاومت ضد خوردگی فولاد 304 افزایش یافته است.

یکی از موارد چالش برانگیز در توربین گاز فرسایش قطعات توربین می باشد. وجود ذرات جامد در محیط کار اثر زیان آوری روی کارایی و طول عمر قطعات توربین دارد. از فرسایش ایجاد شده توسط ذرات جامد نه تنها ویژگی های آیرودینامیکی کمپرسور و پره های توربین تغییر می کند، همچنین باعث نقض های ساختاری نیز می شود. فرآیند احتراق نیز ممکن است باعث تولید ذرات فرساینده شود، که این ذرات ناشی از سوختن انواع مختلف روغن های سنگین یا سوخت های ترکیبی می باشد. بنابراین پوشش دادن قسمت هایی که در دمای بالا کار می کنند، نقش تعیین کننده ای در کارایی و عمر توربین بازی می کند. این پوشش ها سطح را از دما ی بالا و محیط خشن محافظت می کند (تخریب این قسمت ها بر اثر خوردگی، اکسید شدگی و فرسایش ناشی از برخورد ذرات جامد به وجود می آید). بنابراین پوشش مورد استفاده باید سطح را از این آسیب ها حفظ کند و خود نیز در برابر این عوامل مقاومت خوبی نشان بدهد. یکی از متداول ترین این نوع پوشش ها، آلیاژ nicocraly می باشد که برای پوشش دادن روی آلیاژ های پایه ی نیکل (پره های توربین) استفاده می شود. همچنین مشاهده شده، خواص این نوع پوشش با اضافه کردن نانو ذرات ceo2 بهبود پیدا می کند. در این پروژه، فرآیند لایه نشانی لیزری آلیاژ nicocraly روی سوپر آلیاژ inconel 738 که برای ساخت پره های توربین استفاده می شود، با استفاده از نرم افزار comsol multiphysics 3.4شبیه سازی شده، همچنین اثر اضافه کردن 2% نانو ceo2 به nicocraly نیز مورد مطالعه قرار می گیرد.

آنالیز عنصری به کمک گاماهای آنی حاصل از فعالسازی نوترونی pgnaa کاربرد فراوانی در اکتشاف و ارزیابی معادن و مخازن نفت و گاز ، آنالیز پزشکی، آنالیز عنصری در صنایع فولادو سیمان ... دارد. بسته به نوع کاربرد، روش کار، چشمه های نوترونی و آشکارسازهای گاما متفاوت می باشد. از آنجاییکه هر عنصر طیف گامای منحصر به فردی دارد، با استفاده از طیف گامای مربوطه می توان پی به حضور آن در ترکیب برد. روش های آنالیز عناصر سبک به ویژه کربن در برآورد مقدار آن در نمونه تحت بررسی با روش های شیمیایی، xrf و یا oes به روش های پیچیده ای صورت می پذیرد که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارد. بر این اساس در این پایان نامه تلاش شده است که آنالیز عنصری انواع فولاد، بویژه تعیین مقدار کربن آنها، با روشpgnaa تعیین شود،که به شبیه سازی صورت پذیرفته به دقت ppm 8 دست یافته ایم. با بهینه سازی حفاظ ها و محل قرار گیری آشکار ساز وتعیین هندسه آزمایش، با استفاده از چشمه نوترونی mev 14، تعداد گاماهای با انرژی mev 4/4 شمارش می شود. با تغییر غلظت کربن در فولاد و شمارش تعداد گاما می توان نمودار کالیبراسیونی برای کربن بدست آورد که از روی این نمودار پی به وجود مقدار کربن موجود در نمونه برد. این نمودار تقریبا خطی است و در طراحی عملی هندسه می توان از آن استفاده کرد.ضمنا انرژی نوترونی mev 14 از واکنش d+t تولید می شود.

در مطالعه ی حاضر با توجه به ویژگی های اپتیکی منحصر به فرد نانو ذرات طلا ، به بررسی عوامل موثر بر رفتار حرارتی آنها پرداخته ایم. پس از تابش نور لیزر پالسی نانوثانیه بر روی این دسته از ذرات و بر انگیخته شدن پلاسمون های سطحی آنها در فرکانس های مربوطه و جذب فوتون های نوری، این ذرات مانند چشمه های حرارتی عمل می کنند. در این پایان نامه با تغییر پارامتر های لیزری وابسته، چون تغییر طول موج، تغییر پهنای پالسی و همچنین تغییر پارامتر های وابسته به نانو ذرات مانند اندازه و شکل، به بررسی دینامیک حرارتی این نانو ذرات پرداخته و در نهایت با استفاده از نتایج به دست آمده پیشنهادهای موثری برای تحقق این روش در فعالیت های تجربی را ارایه داده ایم.

با توسعه فن آوری های نانو، نیاز به ساخت و توسعه ابزارهای مشاهده، شناسائی و مشخصه یابی جزء لاینفک تحقیقات بشمار می رود. در این رابطه انواع میکروسکوپ ها از میکروسکوپ نیروی اتمی گرفته تا میکروسکوپ الکترونی نقش محوری در این نوع تحقیقات را بر عهده دارند. در این میان روش های میکروسکوپی سه بعدی یکی از موضوعات چالش برانگیز این حیطه بوده است. در این پروژه و پس از ساخت اولین میکروسکوپ هم کانونی در کشور، بهینه سازی در طراحی با استفاده از نرم افزارهای طراحی اپتیکی و انجام چیدمان آزمایشگاهی بر اساس این بهینه سازی مورد توجه قرار گرفته است.

درفصل اول این پایان نامه قوانین ناحیه ی نورخطی به عنوان زمینه ای برای ناحیه ی نور غیر خطی، سپس اصول اولیه برای برهم کنش میدان با ماده ی دی الکتریک وتوضیح درمورد بلورهای تک محوری ودومحوری ونیز تئوری انرژی در چنین برهم کنشی بیان شده است .درفصل دوم نور غیر خطی و مغناطیس پذیری آن و روابط تقارنی مغناطیس پذیری وهمچنین شکل معادلات جفت شده زمانیکه امواج در رسانه ی همسانگرد یا در امتداد یکی از محورهای اصلی رسانه ی ناهمسانگرد منتشر می شوند مطرح شده است.در فصل سوم فرآیندهای غیر خطی (shg,sfg,dfg) ونیز روابط قطبش غیر خطی ، شدت امواج تولید شده و بازده هریک از این فرآیندها و طول همدوسی وپهنای باند و تاثیر جذب روی بازده ی فرآیندها و زاویه ی walk-off ذکر شده است . فصل چهارم شامل شرایط تطابق فاز وانواع گوناگون تطابق فاز از جمله تطابق فاز زاویه ای اسکار و برداری وتطابق فاز دمایی، شبه تطابق فاز، تطابق فاز cerenkov ونیز روابط تطابق فاز بحرانی وغیر بحرانی و پهنای باند برای هریک از فرآیندهای غیر خطی می باشد . در فصل پنجم فلوئورسانس پارامتری ،تقویت پارامتری همراه با فرمولهای توان سیگنال خروجی آن و نوسانگر پارامتری وانواع آن بیان شده است .در فصل ششم معرفی کریستال ktp ومورفولوژی، مزیت ها وکاربردهای بلور ومشخصات ساختاری ،نوری وغیر نوری آن ونمودارهایshg و opg بلورکه توسط نرم افزار mathcad رسم شده است،بررسی می شود. درنهایت فصل هفتم شامل انجام آزمایشات و مشخصه یابی بلور ktp می باشد.