رسم نمودار‌های فازی نانو برای سیستم‌های دوتایی در محیط نرم افزاری متلب

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

• معصومه توکلی خراسانی ¹
• فرزانه سادات تیموری طوفال ²
• مصطفی میرجلیلی ¹
• سمانه صاحبیان سقی ¹

¹ دانشگاه فردوسی مشهد

² دانشگاه تهران

10.22067/ma.v31i1.73236

چکیده

هنگامی که ابعاد مواد تا نانو­متر کاهش می­یابد بر خصوصیات ذره مثل نقطه ذوب و در نتیجه نمودار فازی تعادلی اثر گذار­ است. در این مطالعه برنامه‌ای در محیط نرم‌افزاری متلب تدوین شده‌ است. با اعمال روش‌های مبتنی بر ترمودینامیک سطح، از این برنامه برای رسم نمودار‌های فازی نانوذرات، بررسی تاثیر شعاع نانوذرات بر نمودار فازی تعادلی آنها و مقایسه آن با حالت توده استفاده شده است. با توجه به نتایج حاصل استنباط می‌شود که با کاهش اندازه ذرات، خطوط جامد و مذاب در نمودار فازی تعادلی به طرف پایین حرکت می‌کنند. علاوه بر این حلالیت حالت جامد در مقیاس نانو تا حد زیادی افزایش یافته و مناطق دو فازی باریک‌تر می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

• نانوذرات
• سایز
• نقطه ذوب
• دیاگرام فازی
• نرم‌افزار متلب

---

عنوان مقاله [English]

Developing Phase Diagrams for Nano Binary Systems by MATLAB

نویسندگان [English]

• Masoomeh Tavakoli Khorasani ¹
• Farzaneh Teimoory ²
• Mostafa Mirjalili ¹
• Samaneh Sahebian ¹

¹ ferdowsi university of mashhad

² tehran university

چکیده [English]

Reducing the dimensions of material particles down to nanoscale, can affect the particle properties such as its melting point and equilibrium phase diagram. In this study, a program was developed by MATLAB based on the thermodynamics of surface. The program was used for plotting phase diagrams of nanosystems and comparing it with the bulk ones. According to this study, it was concluded that reducing the particle size to nanoscale leads to lower solidus and liquidus temperatures in the equilibrium phase diagram. Furthermore, reaching to nanoscales decreases the solid solubility regions.
 

کلیدواژه‌ها [English]

• Nano-particles
• phase diagram
• Size
• Melting point
• Matlab

مراجع

1. Satyavani T., Kiran B., Kumar et al., "Effect of particle size on DC conductivity, activation energy and diffusion coefficient of lithium iron phosphate in Li-ion cells", Engineering Science and Technology, an International Journal, Vol. 19, No. 1, pp. 40-44, (2016).
2. Bhatt P., Pratap A., Jha P., "Size and dimension dependent diffusion coefficients of SnO2 nanoparticles", AIP Conference Proceedings, Vol. 1536, No. 1, pp. 237-238, (2013).
3. Zhang S., "Size-Dependent Diffusion Coefficient in Nanocrystalline Materials", Advanced Materials Research, Vol. 391, pp. 418-421, (2012).
4. Zeng H., Wu Y., Zhang et al., "Grain size-dependent electrical resistivity of bulk nanocrystalline Gd metals", Progress in Natural Science: Materials International, Vol. 23, No. 1, pp. 18-22, (2013).
5. Mirjalili M., Vahdati-Khaki J., "Prediction of nanoparticles’ size-dependent melting temperature using mean coordination number concept", Journal of Physics and Chemistry of Solids, Vol. 69, No. 8, pp. 2116-2123, (2008).
6. Chen C. L., Lee J-G., Arakawa K., Mori H., "Quantitative analysis on size dependence of eutectic temperature of alloy nanoparticles in the Ag–Pb system", Applied Physics Letters, Vol. 98, No. 8, pp. 83-108, (2011).
7. Garzel G., Janczak-Rusch J., Zabdyr L., "Reassessment of the Ag–Cu phase diagram for nanosystems including particle size and shape effect", Calphad, Vol. 36, pp. 52-56, (2012).
8. Tanaka T., "Prediction of phase diagrams in nano-sized binary alloys", Materials Science Forum, Vol. 653, pp. 55-75, (2010).
9. Zhao N., He Y Q., Yang C C., "A new approach to construct bulk and size-dependent continuous binary solution phase diagrams of alloys", RSC Advances, Vol. 5, No. 117, pp. 96323-96327, (2015).
10. Liang L H., Liu D., Jiang Q., "Size-dependent continuous binary solution phase diagram", Nanotechnology, Vol. 14, No. 4, pp. 438, (2003).
11. Lu H., Meng X., "Nanophase diagram of binary eutectic Au-Ge nanoalloys for vapor-liquid-solid semiconductor nanowires growth", Scientific reports, Vol. 5, pp. 1-7, (2015).