*تحقیق درباره ویژگی های ترمودینامیکی الاستومرها*

مقدمه:

وسایل لاستیکی که در زندگی روزمره بسیار معمول هستند، و هر کسی در زندگی حداقل با بعضی از ویژگی های فیزیکی طبقه ای از پلیمرها که الاستومرها نامیده میشوند آشناست.

پاره ای از ویژگی های الاستومرها:

1) الاستومرها قادر هستند چند برابر طول اصلیشان کشیده شوند با یک نیروی تقریباً کم

2) هنگامی که نیروی وارد به جسم کم می شود، این اجسام به سرعت به حالت اولیه شان بر می گردند و خصوصیت فنریت یا ارتجاعی گره های انتقالی جهت خاصیت ارتجاعی بسیار نزدیک به صفر است.

3) الاستومرها هیچ تغییر شکل همیشگی و ثابتی را متحمل نمی شوند به همان دلیل خاصیت ارتجاعی

4) هنگامی که کاملاً کشیده می شوند و یا نزدیک به آن حالت قرار دارند، از خود قدرت کششی و سختی بالایی نشان می دهند.

خصوصیاتی که در بالا ذکر شد، همگی در سطح میکروسکوپی قابل دیدن

هستند، که در زمینة( ترمودینامیک کلاسیک) می توان آنها را بررسی کرد. این رفتار کلاسیکی هیچ گونه اطلاعات و خصوصیاتی از ساختار مولکولی احتیاج ندارد هر چند که، جهت نمایش دادن این خصوصیات، پلیمرها باید ویژگی های مولکولی شخصی داشته باشند.

1)پلیمر باید وزن مولکولی بالایی داشته باشد.

2) برای بیشتر قسمت ها، پلیمر باید فعالیت درونی ضعیفی بین رشته ها برقرار باشد.

برای مثال، لاستیک طبیعی که کائوچو نیز نامیده می شود، پس از سرچشمة آن به عنوان « شیرة درخت کائوچو» یک وزن مولکولی حدود 000/350 دارد. ترکیب شیمیایی آن پلی است که در مواد تغییر داده نشده است و فقط دارای نیروهای ضعیف بین مولکولی است. این نیروها درونی هستند. شکل (1)

3) پلیمر باید بی شکل باشد( غیر بلوری) و بایستی دمای تبدیل شیشه ای آن،Tg ، باشد .

«Tg » دما یا محدودة دمایی است که در بالاتر از آن دما، پلیمر یک تغییر مشخص در چندین خصوصیت فیزیکی نشان می دهد.

حجم ویژة محسوس تر، ضریب گرمایی، کشسانی(ارتجاعیت) و علامت

انکساردر پائین تر از Tg ممکن است، چرخش های کوچک محلی وجود داشته باشد؛ مثلاً دوران حول c-c انجام شده در یک گروه کناری مثل گروه متیل. اما خود زنجیره های پلیمر در محل های ثابت، قرار می یگرند؛( هر چند نه در یک سری منظم بلوری) پلیمر یک شیشه سخت اما شکننده است.

در بالاتر از دمای« تبدیل گرمایی شیشه ای» انرژی گرمایی برای اجازه دادن به دوران و تبدیل شدن اما به صورت محدود قسمت بلند رشتة پلیمری کافی است.

*مقاله درباره بعضی از کاربردهای قانون دوم ترمودینامیک*

در این بخش ما تعداد بیشتری از نتایج قانون دومترمودینامیک را بوسیله محاسبات تغییرات آنتروپی همراه با یک جریان گوناگون آزمایش می کنیم . برای سادگی کار ، ما توجه خود را به یک ترکیب سیستم بسته جلب می کنیم . حالتی که بوسیلة دو متغیر از سه متغیر V و T و P مشخص می شود .

انتخاب متغیرهای مستقل :

ترکیب دو قانون اول و دوم نیازمند این است که تغییرات دیفرانسیلی در انرژی داخلی به صورت زیر باشد .

(1)

معادلة (1) برای هر دو واکنش برگشت پذیر و برگشت ناپذیر درست است زیرا مربوط به توابع حالت S و U و V می باشد . محاسبة ds برای یک جریان برگشت ناپذیر نیازمند این است که ما یک راه برگشت پذیر میان حالتهای ابتدایی و انتهایی پیدا کنیم ، اما ds یک دیفرانسیل واقعی است و رابطه ای که در معادلة (1) عنوان شده ، جریانی است که محیط اطراف خود تبعیت نمی‌کند. معادلة (1) اینگونه عنوان می کند که تغییر انرژی در یک جریان به طور مشخصی آشکار است هنگامی که تغییر از ، تغییر دادن حجم هنگامی که آنتروپی ثابت است و برعکس متأثر باشد .

سپس برای S ثابت ، شیب U برخلاف V فقط فشار است و برای V ثابت ، شیب U بر خلاف S فقط دما است . سادگی این تفسیر از سرعتهای تغییر U با توجه به تغییرات S و V و با توجه به متغیرهای P ، V ، T ، S و V را به عنوان متغیرهای مستقل طبیعی تابع U معرفی و طبقه بندی می کنیم .

برای هر تابع حالت ترمودینامیکی ، ما متغیرهای طبیعی را مشخص می کنیم . این تفسیر حاللتی را بوجود می آورد برای معرفی کردن یک دگرگونی متغیرها ، مثل جایی که یک تابع y(x) از متغیر مستقل X بازنویسی شده به عنوان یک تابعی که در آن مشتق y(x) نسبت به x یک متغیر مستقل است . چرا یک فرد باید متغیرهای طبیعی یک تابع حالت ترمودینامیکی را پیدا کند ؟

*مقاله درباره الگو سازی ترمودینامیکی از تعادل فاز ترکیبات چند تایی*

نکات مؤلف :

محصولهای تجاری بعنوان نمونه مشخص شده اند . چنین شناسایی مورد توصیه یا پشتیبانی توسط موسسه ملی استاندارد و فن آوری نمی باشد؛ نیز توصیه نمی شود که آنها مورد نیاز بوده و مناسبترین برای رسیدن به هدف هستند .

چکیده :

مقاله حاضر دیدگاه جدیدی از روش CALPHAP و پیشرفتهای اخیر ایجاد شده را به ما میدهد.

تاریخچه مختصری داده شده سپس گسترده (زمینه ) محاسبه های نمودارهای فازی تشریح شده اند.

شرح و توصیفهای ترمودینامیکی بطور معمول در روشهای CALPHAP که بیان شد، بکار می روند و روشهای بکار رفته مقادیر عددی را برای این توصیفهای مطرح شده ؛ فراهم می کند.

برون یابی سیستمهایی با ترکیب بالاتر توضیح داده شده و پیشرفتهای اخیر در کیفیت ارزیابی ؛اثبات شده است .

یک مرور کلی بر ابزار نرم افزاری رایانه ای و داده های موجود ؛ارائه شده است. در نهایت کاربردهای مختلفی از محاسبه های نمودارهای فازی تشریح شده است.

مقدمه :

نمودارهای فازی نمایش دهنده حالت یک ماده بعنوان تابعی از دما و فشار و غلظتهای ترکیبهای تشکیل دهنده هستند و بنابراین بطور مکرر بعنوان یک دیده کلی یا راه حل برای طراحی آلیاژها ، گسترش ، پردازش و داده های قابل فهم مورد توجه بوده است. اهمیت نمودارهای فازی توسط انتشار کتابچه های راهنما (Hand Book) نظیر “نمودارهای فازی آلیاژی دوتایی”‌ ؛“ تعادل فازی ،تصاویر بلوری و داده های ترمودینامیکی “آلیاژهای دوتایی” ؛“ نمودارهای تعادلی فازی” انعکاس یافته است؛

“نمودارهای فازی برای سرامیستها ” ؛ “ هند بوک نمودارهای فازی آلیاژ سه تایی ” و“ آلیاژهای سه تایی” نیز که در ادامه آمده است.

حالت یک ماده با ترکیب دوتایی در فشار ثابت میتواند در شکلهای گرافیکی شناخته شده ای از نمودارهای فازی دوتایی ایجاد شوند . برای مواد با ترکیبهای سه گانه یک اندازه گیری مضاعف مورد نیاز است تا یک ترکیب کامل ایجاد شود . بنابراین ،سیستمهای سه تایی بطور معمول توسط یک سری از بخشها یا پروژه ها ایجاد میشود. به دلیل چند بعدی بود آنها تفسیر نمودار سیستمهای ترکیبی بخیر می تواند بسرعت دست و پاگیر برای کاربران موقت اینگونه نمودارها باشد . برای سیستمهای با ترکیبهای بیش از سه تا بازنمایی گرافیکی نمودارهای فازی در یک شکل مناسب نه تنها بعنوان چاشنی می باشد بلکه بواسطه نداشتن اطلاعات آزمایشگاهی کافی . مانعی است به هر حال ، مشکل سیستم باز نمایی گرافیکی با ترکیبهای زیاد ، برای محاسبه‌های نمودارهای فازی نامرتبط باشد. محاسبه هایی اینچنین می تواند برای مواد مشکلات پر اهمیت باشد.

تاریخچه :

از وقتیکه تنها توسعه جدید در الگو سازی و فن آوری محاسباتی که محاسبه های رایانه ای تعادل فازی درترکیبات چند گانه تا حد امکان واقعی ایجاد کرده است؛ از زمان ارتباط بین ترمودینامیک و تعادل فازی توسط J.W.Gibbs فراهم شده است . بیش از یک قرن می گذرد Hertz زمینه های شکست کاری Gibbs را خلاصه بندی کرده است اگر چه پایه های ریاضی بنیان نهاده شده به بیش از 30 سال گذشته تا j.J.Van Laa ساختار ریاضی اش را و سیستمهای دوتایی فرضی چاپ کرد . در توصیف فازهای مایع Van Laav جمله های نرم( افزارهای ) وابسته غلظت را بکار برد که Hildebrand محلول های با قاعده نام نهاد . بیش از 40 سال گذشته بود که J.L.Meijering محاسبات فضای مخلوط درمایعات چهارتایی و سه تایی را چاپ کرد . مدت کوتاهی در پی آن Meijering این روش در تجزیه ترمودینامیکی سیستم Cr-Cu-Ni بکار گرفت. بطور همزمان Cohen, Kaufman محاسبه های ترمودینامیکی در تجزیه و تحلیل تبدیلات مارتنزیتی در سیستم Fe-Ni بکار بردند.

Kaufman کارخود را درباره محاسبه نمودارهای فازی که شامل نقش فشار بود ؛ ادامه داد.

در سال Bernstein , Kanfman :1970 نتایج کلی از محاسبه های نمودارهای فازی را خلاصه بندی کردند و نیز فهرستی از برنامه های رایانه ای برای محاسبه های نمودارهای فازی سه تایی و دو تایی ارائه دادند که منجر به پایه ریزی روش CALPHAD گردید . (محاسبه نمودارهای فازی ). در سال Kaufman ؛1973 اولین جلسه پروژه گروه بین المللی CALPHAD را سازماندهی کرد. پس از آن گروه CALPHAD از نظر اعضاء گسترش یافت .