شبیه سازی راکتورهای رادیو فرکانسی صنعتی برای تولید، رشد و ترابرد نانو ذرات باردار در پلاسماهای دمای پایین
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
Simulation of industrial radio-frequency reactors for generation, growth and transport of charged nanoparticles in low temperature plasmas
نام نخستين پديدآور
/علیرضا آخوندی شیرک
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: علوم پایه
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۷
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۱۶ص
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
فیزیک - پلاسما
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷/۰۴/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
به منظور شبیهسازی هستهگذاری به عنوان اولین مرحلهی تشکیل نانو ذرات در تخلیهی استیلن در یک رآکتور جفتشدهی خازنی فرکانس رادیوئی، معادلات چند-سیالی پلاسما با جنبشهای شیمیایی هیدروکربنی ادغام میشوند .تاثیر رقیقسازی بر شیمی ماکرو مولکولها و هستهگذاری نانو ذرات، با به کارگیری هلیوم، آرگون و هیدروژن به عنوان رقیقکننده با درصدهای مختلف رقیقسازی، مورد بررسی قرار میگیرد .علاوه بر این، تاثیر به کارگیری منبع پالسی بر رشد نانو ذرات نیز به وسیلهی یک منبع ولتاژ فرکانس رادیوئی که با یک پالس مربعی مدوله شده است، مورد مطالعه قرار میگیرد .برای تایید اعتبار کد شبیهسازی، نتایج آن با نتایج موجود مطالعات آزمایشگاهی و شبیهسازی مقایسه میشوند، که توافق رضایتبخشی در بین نتایج وجود دارد .نتایج شبیهسازیهای عددی دربارهی رقیقسازی گاز نشان میدهد که، هنگامی که پلاسما به وسیلهی هیدروژن مولکولی رقیق میشود، با زیاد شدن فراوانی هیدروژن، بازدهی فرآیند هستهگذاری به طور یکنواختی کاهش مییابد، اما در مورد پلاسمای رقیق شده با آرگون و هلیوم، با زیاد شدن درصد رقیقسازی تا ۴۰ ، هستهگذاری افزایش مییابد و سپس در درصدهای رقیقسازی بالاتر، هستهگذاری کاهش مییابد .رقیقکردن پلاسمای استیلن به وسیلهی آرگون، باعث افزایش چگالی الکترونی و به تبع آن زیاد شدن آهنگ برخوردهای تفکیککنندهی الکترونی با هیدروکربنها میشود، که باعث میشود، پلیمریزاسیون و هستهگذاری نانو ذرات به طور موثرتری رخ دهد .رادیکالها به عنوان مهمترین گونهها در فرآیند هستهگذاری شناخته میشوند و چگالی تعداد آنها همواره در پلاسمای رقیقشده در آرگون از مقدار آن در دو ترکیب پلاسمای دیگر بیشتر است .نتایج شبیهسازی های انجام شده در مد منبع پالسی بدین شرح است .در پلاسماهای استیلن که در مد پالسی کار میکنند، نوساناتی تناوبی در منحنیهای تحول زمانی همهی گونهها ایجاد میگردد و با زیاد شدن فرکانس مدولاسیون و جرم گونهی هیدروکربنی، دامنهی این نوسانات کاهش مییابد .در مقیاسهای زمانی بزرگ شامل چند دورهی تناوب پالس، چگالی تعداد مولکولهای خنثی به طور خطی با زمان افزایش مییابد، در حالی که، چگالی تعداد رادیکالهای خنثی، پس از یک رشد خطی اولیه نسبت به زمان، به دلیل اتلاف از طریق پخش به دیوارهها در یک مقدار معین اشباع میشود .با زیاد کردن فرکانس تکرار پالس و یا نسبت کار پالس، متوسط چگالی تعداد مولکولها و رادیکالهای خنثی زیاد میشود .آنیونها شدیدا تحت تاثیر مدولاسیون منبع قرار میگیرند و دامنهی نوسانات آنها خیلی بزرگتر از دامنهی نوسانات رادیکالها است .کاتیونها همزمان با الکترونها نوسان میکنند و به دلیل اینکه چگالی تعداد آنها در مقیاسهای زمانی بزرگ رشد چندانی ندارد، کاتیونها نقش قابلتوجهی در هستهگذاری نانو ذرات ندارند .با به کارگیری پالسهای با فرکانس تکرار پالس پایین و مقادیر پایین نسبت کار پالس، همهی روندهای تشکیل و رشد نانو ذرات فرونشانده میشوند .
متن يادداشت
.than the others two. The results of simulations carried out in pulsed power modes, are asfollows: inacetyleneplasmasoperatinginpulsedpowermode, periodicoscillationsdeveloponthetemporalprolesofallhydrocarbon species. The amplitude of the oscillations decreases with increasing of the pulse repetition frequency and the species mass. On the long time scale of several pulse periods, the average number density of neutral molecules grows linearly with time. However, due to strong wall losses, radicals are saturated after experiencing an initial linear growth. The average number density of large neutral molecules and radicals increases with increasing of the pulse repetition frequency and duty ratio. Anions are strongly aected by the power modulationandtheiramplitudeofoscillationsismuchlargerthatthatofthe radicals. Cations oscillate almost simultaneously with the electrons and as their average number density does not grow on the long time scale, they do not play a noticeable role in the nucleation process. Allrootsofthenanoparticlesformationcanbeeectivelysuppressed when pulses of low repetition frequency and low duty ratio are applied ا The multi-uid plasma equations are combined with the hydrocarbon chemical kinetics to simulate the nucleation stage of the nanoparticles in a capacitively coupled rf acetylene discharge. The eectsofgasdilution onthechemistryofmacromoleculesand nucleation of nanoparticles are explored by employing Ar, He, and H۲ as the diluents with dierent percentages of dilution. In addition, the eects of power modulation on the growth of nanoparticles, is also examined by means of a square-wave modulated rf voltage source as the power supply. The simulation code is validated by comparing its results with the available experimental and simulation results and the agreement is quite satisfactory. The results of numerical simulations for gas dilution show that, the nucleation yield decreases monotonically with H۲ fraction when the plasma is diluted in hydrogen. But, for Ar and He diluted plasmas, the nucleation is enhanced with increasing of the dilution upto ۴۰ and then declines. Diluting acetylene discharge in Ar, increases the electron number density and consequently the rate of electron impact hydrocarbon dissociation, the latter in turn leads to a more eective polymerization and nanoparticle nucleation. Radicals are identied as the most important species during the nucleation process and their number density is always higher in Ar diluted plasma
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Simulation of industrial radio-frequency reactors for generation, growth and transport of charged nanoparticles in low temperature plasmas