دانشگاه آزاد اسلامي
واحد جاسب
دانشكده فني و مهندسي، گروه ارشد مكانيك

پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد در رشته مهندسی مکانیک
گرايش : طراحي كاربردي

عنوان:
تحلیل پایداری تیرنانو کامپوزیتی روی تکیهگاه الاستیک تحت نیروی محوری

استاد راهنما:
دکترعلی قربانپورآرانی
نگارنده:
محمدرضا مرادی فراهانی
بهمن 1393

تقدیم به:
پدر و مادر فداکارم که وجودشان برایم همه مهر است و صفا،و همه عمر وام دار محبتهایشان هستم
وهمچنین همسر مهربانم که با صبر و حوصله مرا در این راه دشوار یاری دادند
باشد که توانسته باشم قطره ای از دریای بیکران محبت هایشان را سپاس گفته باشم.

سپاسگزاری
شکر و سپاس و منّت و عزت خدای را
پروردگار خلق و خداوند کبریا
سپاس ایزدمنّان را که گوهر عشق و محبت در وجود ما ودیعه نهاد تا مهر و معرفت در جانمان متبلور شود.
تشکر و قدردانی رسم خوشایندی است اما شاید کلام، گاهی قاصر است تا بتواند حق سپاسگزاری و تکریم را آن چنان که باید بجا آورد، خصوصاً در حق معلمان و اساتیدی که صاحبان فکر و اندیشه اند و همواره در پی ارتقا سطح معرفت و دانش شاگردان خود، اما با همین بزاعت اندک، ارج و سپاس می نهم لطف و محبت استاد فرزانه :
جناب آقای دکتر علی قربانپورآرانی
که پیوسته از عنایات و الطاف بی دریغ ایشان بهره مند بودم و همچنین اساتید محترم دکترحامد عدالتی ، دکتر علیرضا آریایی ودکتر سعید امیر که شاگردی در محضر پر فیضشان برای من ِکمترین، مایه ی افتخار و سربلندی بوده است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه چکیده ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….1
فصل اول : کلیات تحقیق
1-1-مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-2- دسته بندی مواد زمینه …………………………………………………………………………………………………………………6
1-2-1-پلیمرها ………………………………………………………………………………………………………………………………….7
1-2-2- سرامیک ها …………………………………………………………………………………………………………………………..7
1-2-3- فلزات ………………………………………………………………………………………………………………………………….7
1-3- دسته بندی تقویت کننده ها …………………………………………………………………………………………………………8
1-3-1- الیاف ……………………………………………………………………………………………………………………………………8
1-3-2- الیاف شیشه …………………………………………………………………………………………………………………………..8
1-3-2-1- الیاف شیشه نوع A …………………………………………………………………………………………………………..8
1-3-2-2- الیاف شیشه نوع E ……………………………………………………………………………………………………………8
1-3-2-3- الیاف شیشه نوع S ……………………………………………………………………………………………………………..8
1-3-2-4- الیاف شیشه نوع D …………………………………………………………………………………………………………….9
1-3-3- الیاف کربن گرافیت ………………………………………………………………………………………………………………..9
1-3-3-1- الیاف آلی ………………………………………………………………………………………………………………………….9
1-3-4- تقویت کننده های ذره ای ……………………………………………………………………………………………………..10
1-3-5- تقویت کننده های ویسکر ……………………………………………………………………………………………………..10
1-4- موارد کاربرد کامپوزیت ها ………………………………………………………………………………………………………..10
1-4-1- صنعت هوا فضا …………………………………………………………………………………………………………………..10
1-4-2- صنعت نفت و گاز ……………………………………………………………………………………………………………….10
1-4-3- صنایع دریایی ……………………………………………………………………………………………………………………..11
1-4-4- صنعت ساختمان ………………………………………………………………………………………………………………….11
1-4-5- صنعت خودروسازی……………………………………………………………………………………………………………..11
1-4-6- لوازم ورزشی ………………………………………………………………………………………………………………………11
1-5- المان های ماتریس سختی و ماتریس تطبیقی ……………………………………………………………………………….11
1-5-1- ماده با خواص متعامد …………………………………………………………………………………………………………..12
1-5-2- ماده با خواص ایزوتروپیک عرضی………………………………………………………………………………………….12
1-5-3- ماده با خواص ایزوتروپیک ………………………………………………………………………………………………12
1-6-اهداف پروژه ………………………………………………………………………………………………………………………….13
فصل دوم : مروری بر کارهای انجام شده
2-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………15
2-2- تاریخچه وسیرتکامل نانو …………………………………………………………………………………………………………15
2-3- تعریف فناوری نانو …………………………………………………………………………………………………………………16
2-4- نانو لوله های کربنی ………………………………………………………………………………………………………………..16
2-4-1- ساختار نانو لوله های کربنی …………………………………………………………………………………………………16
2-4-2- کشف نانو لوله …………………………………………………………………………………………………………………..18
2-4-3- تاریخچه لوله ها ………………………………………………………………………………………………………………..20
2-5- انواع نانو لوله های کربنی ……………………………………………………………………………………………………….23
2-5-1- نانو لوله کربنی تک جداره ………………………………………………………………………………………………….23
2-5-1-1- روابط تبدیل صفحه گرافیتی به نانو لوله …………………………………………………………………………..28
2-5-2- نانو لوله کربنی چند جداره …………………………………………………………………………………………………29
2-5-3- فولرایت …………………………………………………………………………………………………………………………..29
2-5-4- متخلخل یا حلقه ای ………………………………………………………………………………………………………….29
2-6- خواص نانو لوله های کربنی ………………………………………………………………………………………………….30
2-6-1- واکنش پذیری شیمیایی …………………………………………………………………………………………………….30
2-6-2- استحکام ومقاومت …………………………………………………………………………………………………………..30
2-6-3- خواص حرکتی ……………………………………………………………………………………………………………….31
2-6-4- خواص الکتریکی …………………………………………………………………………………………………………….31
2-6-5- خواص حرارتی ………………………………………………………………………………………………………………32
2-6-6- رفتار الاستیکی ………………………………………………………………………………………………………………..32
فصل سوم : مواد وروش ها
3-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………35
3-2- معرفی تئوری های مختلف برای تحلیل تیر کامپوزیتی تقویت شده با نانو لوله های کربنی …………….36
3-2-1- تئوری تیر اویلر برنولی ……………………………………………………………………………………………………..36
3-2-2- تئوری تیر تیمو شینکو ………………………………………………………………………………………………………36
3-3- قانون اختلاط ………………………………………………………………………………………………………………………37
3-4- کرنش های نرمال وبرشی ……………………………………………………………………………………………………..39
3-5- معادلات تعادل تیر اویلر برنولی …………………………………………………………………………………………..39
3-5-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………39
3-6- معادلات تعادل تیر تیمو شینکو ………………………………………………………………………………………………45
فصل چهارم : نتایج
4-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………50
4-2- تعریف روش دیفرانسیل مربعی …………………………………………………………………………………………..50
4-3- چند جمله ای تقریبی مرتبه بالاوبردارفضایی خطی ………………………………………………………………..52
4-4- ضرایب وزنی از مشتق مرتبه اول ………………………………………………………………………………………..52
4-5- ضرایب وزنی از مشتق مرتبه دوم وبالاتر …………………………………………………………………………….57
4-6- حل معادلات پایداری به روش دیفرانسیل مربعی تعمیم یافته ………………………………………………….60
فصل پنجم :بحث و نتیجه گیری
5-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………..62
5-2- خواص ماده نانو کامپوزیتی ………………………………………………………………………………………………..63
5-3- خواص مادی پلیمرهای زمینه …………………………………………………………………………………………….64
5-3-1- خواص مادی پلیمر PMMA ……………………………………………………………………………………….64
5-4-1- خواص مادی PMPV …………………………………………………………………………………………………64
5-4- مقایسه نتایج با منابع دیگر ………………………………………………………………………………………………….65
5-5- بحث ونتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………..78
5-6- ارائه پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………………………..78
5-7-منابع و مأخذ ……………………………………………………………………………………………………………………79
فهرست علامتها
: بردار تغییر مکان طولی
: بردار موقعیت طولی
: طول تیر
: بردار تغییر مکان عرضی
: بردار موقعیت عرضی
: ضخامت تیر
: انرژی جنبشی
: انرژی پتانسیل
: زمان
: لاگرانژین سیستم
: تانسور کرنش گرین لاگرانژ
: تانسور گرادیان تغییر شکل
: تانسور تنش
: تانسور کرنش
: مدول الاستیسیته
: ضریب پواسون
: مدول برشی
: چگالی
: تانسور
: منتجههای نیروی غشایی
: منتجههای گشتاور خمشی
: بردار تغییر مکان طولی بیبعد
: بردار تغییر مکان عرضی بیبعد
: ماتریس سختی کششی
: ماتریس سختی کوپل کششی- خمشی
: ماتریس سختی خمشی
: ماکزیمم دامنه تیر
: ضرایب وزنی برای مشتق مرتبه n-ام در روش GDQ
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول1-1 دسته بندی انواع کامپوزیتها5جدول5-1 خواص مادی وابسته به دما نانو لوله کربنی تک جداره(10،10)63جدول 5-2 مقایسه مدول‌های یانگ برای کامپوزیت PMMA/CNT64جدول 5-3 مقایسه مدول‌های یانگ برای کامپوزیت PMPV/CNT64جدول5-4 مقایسه تغییرات بار کمانش بی بعد شده تیر اویلر-برنولی روی بستر الاستیک با مقاله دیگر65جدول 5-5 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر اویلربرنولی دو سرگیردار کامپوزیتی66جدول 5-6 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر اویلربرنولی دو سرگیردار کامپوزیتی 66جدول 5-7 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر اویلربرنولی دو سرگیردار کامپوزیتی تقویت شده67جدول 5-8 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر اویلربرنولی دو سرگیردار کامپوزیتی تقویت شده 67جدول 5-9 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر اویلربرنولی دو سرلولا کامپوزیتی 68جدول 5-10 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر اویلربرنولی دو سرلولا کامپوزیتی68جدول 5-11 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر اویلربرنولی دو سرلولا کامپوزیتی تقویت شده69جدول 5-12 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر اویلربرنولی دو سرلولا کامپوزیتی تقویت شده69جدول 5-13 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر تیموشینکو دو سرگیردار کامپوزیتی 70جدول 5-14 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر تیموشینکو دو سرگیردار کامپوزیتی 70جدول 5-15 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر تیموشینکو دو سرگیردار کامپوزیتی تقویت شده 71جدول 5-16 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر تیموشینکو دو سرگیردار کامپوزیتی تقویت شده 71جدول 5-17 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر تیموشینکو دو سرلولا کامپوزیتی 72جدول 5-18 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر تیموشینکو دو سرلولا کامپوزیتی72جدول 5-19 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر تیموشینکو دو سرلولا کامپوزیتی تقویت شده73جدول 5-20 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر تیموشینکو دو سرلولا کامپوزیتی تقویت شده73
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1-1 انتقال بار و توزیع تنش در یک فیبر جاسازی شده در ماده زمینه تحت بارگذاری محوری4شکل1-2 نانو تکنولوژی تقویت کنندههای کامپوزیتها10شکل 2-1 برخی آلوتروپ های کربنی17شکل2-2 نانو لوله های کربنی تک جداره24شکل2-3 رل کردن صفحه گرافیت و تشکیل نانو لوله های کربنی تک جداره25شکل 2-4 نمایش برداردهای پایه و جفت شاخص 26شکل 2-5 تصویر شماتیک نا نو لوله های کربنی تک جداره27شکل 2-6 نمای صفحه گرافیتی و کمیت های روی صفحه قبل از تغییر شکل به نانو لوله28شکل2-7 نانو لوله کربنی چند جداره29شکل2-8 نمای یک نانو تروس30شكل3- 1تیرکامپوزیتی روی بستر الاستیک35شكل3- 2مدل تیر تیموشینکو37شکل 5-1 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی اویلر برنولی تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل ضریب بستر الاستیک برای Vcn=0.11 ، h/L=0.2 با شرط مرزی دوسرگیردار74شکل 5-2 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی اویلر برنولی تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل ضریب بستر الاستیک برای Vcn=0.11 ، h/L=0.2 با شرط مرزی دوسرساده74شکل 5-3 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی اویلر برنولی تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل نسبت تناسب برای Kv=0.005 ، Kp=0.1 با شرط مرزی دوسرگیردار75شکل 5-4 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی اویلر برنولی تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل نسبت تناسب برای Kv=0.005 ، Kp=0.1 با شرط مرزی دوسر ساده75شکل 5-5 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی تیموشینکو تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل ضریب بستر الاستیک برای Vcn=0.11 ، h/L=0.2 با شرط مرزی دوسرگیردار76شکل 5-6 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی تیموشینکو تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل ضریب بستر الاستیک برای Vcn=0.11 ، h/L=0.2 با شرط مرزی دوسرساده76شکل 5-7 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی تیموشینکو تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل نسبت تناسب برای Kv=0.005 ، Kp=0.1 با شرط مرزی دوسرگیردار77شکل 5-8 تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی تیموشینکو تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل نسبت تناسب برای Kv=0.005 ، Kp=0.1 با شرط مرزی دوسر ساده77
چكيده
در اين پايان نامه تحلیل پایداری تیرکامپوزیتی تقویت شده با نانولولههای کربنی روی تکیهگاه الاستیک تحت نیروی محوری مورد بررسي قرار گرفته است. توزيع نانولولهها بصورت يكنواخت1 در نظر گرفته شده است. براي تعيين خصوصيات مواد تقويت شده با نانولولهها ازنتايج ديناميك مولكولي و قوانين مخلوطها استفاده ميشود. با استفاده از تئوريهای تیر اویلربرنولی و تیموشینکو و با در نظر گرفتن فرضيات تنش صفحهای، معادلات تعادل تیر با بكارگيري اصل هامیلتون بدست خواهد آمد.معادلات پايداري تیر و شرایط مرزی با اعمال نیروهای بستر الاستیک نیز بدست ميآيند. سپس معادلات ديفرانسيل حاكم، با بكارگيري روش دیفرانسیل مربعی تعمیم یافته و با اعمال شرايط مرزي تكيه گاه ساده حل گرديدهاند. با مساوی صفر قرار دادن دترمینان ماتریس ضرایب بار بحراني كمانش مكانيكي بدست میآید. با توجه به نتايج براي تیر تقویت شده با نانولولههای کربنی مقدار باركمانش محوري بي بعد شده با افزایش كسر حجمی، افزايش مي يابد. صحت نتايج با ديگر مقالات موجود مقايسه و دقت بالايي بين نتايج اين تحقيق و ديگر مقالات برقرار است.
كلمات كليدي : كمانش ، تیر کامپوزیتی ، بار بحراني كمانش مكانيكي ، نانولوله كربني ، روش دیفرانسیل مربعی تعمیم یافته ، تکیه گاه الاستیک .

فصل اول
کلیات تحقیق
1-1-مقدمه
ترکیب دو یا چند ماده با یکدیگر به طوری که به صورت شیمیایی مجزا و غیر محلول باشند و بازده و خواص سازهای این ترکیب نسبت به هر یک از اجزاء تشکیل دهنده آن به تنهایی، در موقعیت برتری قرار بگیرد را کامپوزیت مینامند. به عبارت دیگر کامپوزیت به دستهای از مواد اطلاق میشود که آمیزهای از مواد مختلف و متفاوت در فرم و ترکیب باشند و اجزاء تشکیل دهنده آن‌ها هویت خود را حفظ کرده، در یکدیگر حل نشده و با هم ممزوج نمیشوند. با توجه به این امر کامپوزیت از آلیاژ فلزی متفاوت میباشد. بنابراین کامپوزیت ترکیبی از حداقل دو ماده مجزای شیمیایی با فصل مشترک مشخص بین هر جزء تشکیل دهنده است.
کسی نمی‌داند اولین کامپوزیت چه زمانی ساخته شده است. شاید اولین کامپوزیتی که بشر با آن سرو کار پیدا کرد، کاه گل باشد. قدیمها برای ساختن خانه از گل استفاده میکردند، اما چون گل بعد از خشک شدن ترک میخورد، مقداری کاه به آن میافزودند تا حفرهها را پر کند و مانع از ترک خوردن گل شود. شاید هم اولین کامپوزیت را مصریها ساخته باشند که در قایقهایشان به چوب بدنه مقداری پارچه میآمیختند تا در اثر خیس شدن چوب باد نکند. اما به هر حال میشود گفت که مواد کامپوزیتی در سالهای اخیر است که به عنوان یک ماده مهندسی پذیرفته شده‌اند.
اولین وظیفه زمینه احاطه ماده تقویت کننده است به طوری که نگذارد ماده تقویت کننده پراکنده شود. وظیفه دوم محافظت از ماده تقویت کننده در برابر عوامل شیمیایی است و همان‌طور که در شکل (1-1) می‌بینیم وظیفه سوم این است که چون مواد زمینه را نرم انتخاب میکنند، وقتی نیرو به ماده مرکب (کامپوزیت) وارد میشود، توسط زمینه به ماده تقویت کننده انتقال داده شود تا ماده تقویت کننده نیرو را تحمل کند.
شکل (1-1) انتقال بار و توزیع تنش در یک فیبر جاسازی شده در ماده زمینه تحت بارگذاری محوری
تقویت کنندهها موادی هستند که به صورت تکه تکه، در یک زمینه پوسته وارد میشوند تا خواص ماده زمینه را بهبود بخشند. تقویت کنندهها میتوانند به صورت یک صفحه، یک رشته (نخ) یا یک ذره (پودر) وارد حجم زمینه شوند و خواص آن را بهبود بخشند.
جدول (1-1)- دسته بندی انواع کامپوزیتها
انواع کامپوزیتهاکامپوزیت‌های با زمینه‌ی پلیمریکامپوزیت‌های با زمینه‌ی سرامیکیکامپوزیت‌های با زمینه‌ی فلزیمزایا:
قیمت پایین
مقاومت شیمیایی خوب
وزن مخصوص پایین
معایب:
استحکام و مدول نسبتاً پایین دمای کارکرد پایین، مقاومت محیطی ضعیف (قابل تخریب به وسیله‌ی اشعه‌ی ماورا بنفش و حلال‌ها(
مثال:
پلی استر/الیاف شیشهمزایا:
دمای کارکرد بسیار پایین
معایب:
شکننده بودن
مثال:
سرامیک/الیاف سیلیکون کارباید
بتون (کامپوزیت معمولی)
آلومینا (کامپوزیت پیشرفته)مزایا در مقایسه با PMC
استحکام عرضی بیشتر
استحکام برشی و فشاری بیشتر
دمای کارکرد بالاتر
عدم جذب آب و آتش گیری
معایب:
کار زیادی در این زمینه صورت نگرفته است
مثال:
آلومینیم / ذرات سیلیکون کارباید

کامپوزیتها بر اساس نوع زمینهای که تقویت کننده را احاطه نموده است و آنها را بهم اتصال میدهد، به سه گروه عمده بر اساس یک طبقه بندی بین‌المللی واحد تقسیم میشوند که عبارتند از:
1 – کامپوزیت‌های با زمینه‌ی پلیمری2
2 – کامپوزیت‌های با زمینه‌ی فلزی جهت ساخت محصولاتی در معرض سایش و اصطکاک3
3 – کامپوزیت‌های با زمینه‌ی سرامیکی جهت ساخت محصولاتی در معرض بارهای حرارتی زیاد4
مختصری از خواص این دسته‌ها در جدول (1-1) آمده است.
کامپوزیتهای پایه پلیمری مهم‌ترین دسته از کامپوزیتها میباشند. طیف وسیعی از صنایع، از صنایع رده بالا مثل تولید قطعات هواپیما گرفته تا صنایع رده پایین مثل تولید سینک ظرف‌شویی از کامپوزیتهای پایه پلیمری تولید میشود و در حال حاضر 59 درصد بازار کامپوزیتها را به خود اختصاص داده‌اند و به همین دلیل بزرگ‌ترین زیر مجموعه مواد مرکب محسوب میشوند.
کامپوزیتهای پایه پلیمری در حال حاضر تنها به میزان یک درصد، در مهد تولد خود یعنی صنایع هوا فضا کاربرد دارند و قسمت عمده الباقی در صنایع ساخت و ساز و حمل و نقل به کار گمارده میشوند. در حقیقت توسعه فن آوری تولید کامپوزیتهای پایه پلیمری این امکان را فراهم کرده است تا اغلب صنایع از مزایای منحصر به فرد این مواد بهره جویند.
کاهش وزن سازه ساخته شده با توجه به معماری قابل تغییر بر اساس خواست طرح، ایمن بودن در برابر پدیده خوردگی، قابلیت تحمل بارهای سیکلی و مقاومت بسیار مناسب در برابر پدیده خستگی، سادگی روشهای تولید، امکان تولید اشکال بسیار پیچیده با روشهای بسیار آسان، کارآمد و مقرون به صرفه، سهولت فرآیندهای تعمیر و عیب یابی، ضریب انبساط حرارتی پایین و عایق مناسب حرارتی، عایق الکتریکی، بهبود اتصالات و امکان تولید یکپارچه، خصوصیات ارتعاشی بسیار مناسب و مقاوم بودن نسبت به پدیده تشدید در ارتعاشات نسبت به فلزات و قابلیت مونتاژ آسان از دیگر ویژگی‌های کامپوزیت‌های پایه پلیمری می‌باشد.
1-2- دسته بندی مواد زمینه
بر اساس انواع کامپوزیت‌ها که بیان شد زمینه‌ی کامپوزیت‌ها به سه دسته‌ی پلیمرها، سرامیک‌ها و فلزات تقسیم می‌شود.
1-2-1- پلیمرها
پلیمرها موسوم به رزین متداول‌ترین مواد زمینه هستند و معمولاً به دو گروه کلی ترموست و ترمو پلاستیک تقسیم میشوند.
پلیمرهای ترموست چگالی پایینی و تولید راحت‌تری دارند زیرا گران روی آن‌ها در حالت مذاب پایین‌تر است و به راحتی بر روی الیاف پخش می‌شوند از این نوع پلیمرها می‌توان به اپوکسی و پلی استر اشاره کرد. این پلیمرها قابلیت بازیافت ندارند. کرنش کم تا لحظه‌ی شکست، جذب رطوبت بالا و مقاومت در برابر حلال‌ها از ویژگی‌های دیگر ترموست‌ها می‌باشد. پلیمرهای ترموست، قابلیت بازیافت دارند و از این حیث از ترموست‌ها بهترند ولی به دلیل گران روی بالایی که دارند در ساخت مشکلات فراوانی ایجاد می‌کنند. کرنش زیاد تا لحظه‌ی شکست، جذب رطوبت کم و مقاومت ناچیز در برابر حلال‌ها از ویژگی‌های دیگر ترموپلاستها می‌باشد.
در گذشته ترموستها مواد اصلی زمینه کامپوزیتها بودند. اگرچه امروزه کاربرد ترموپلاستیکها رو به افزایش است ولی ترموستها صلبیت خوبی دارند و در دماهای بالاتر کارایی بهتری دارند. از طرفی ذوب مجدد ترموستها به دلیل شبکهای شدن امکان پذیر نیست، در حالی که ترموپلاستیکها شبکهای نمیشوند و جامداتی هستند که ذوب، شکل دهی و سپس سرد میشوند.
1-2-2- سرامیکها
مواد جامدی هستند که نوعاً پیوند یونی دارند هر چند بعضی از آنها مانند کاربید سیلیسیم پیوند کووالانسی دارند. پایداری شدید شیمیایی و گرمایی مشخصه اکسیدها، کاربیدها، نیتریدها است که اساس مواد سرامیکی را تشکیل میدهند. مهم‌ترین کاربرد آنها شامل جداره خارجی فضا پیماهاست. محدوده کاری آنها 2000 تا 4000 درجه فارنهایت و برای یک یا دو دقیقه 6000 درجه فارنهایت است.
1-2-3- فلزات
مهمترین مواد زمینه فلزی، آلومینیوم، منیزیم و مس است. اولین استفاده از کامپوزیتهای زمینه فلزی در اجزای شاتلهای فضایی بود. این مواد به عنوان رینگ، پیستون، پروانه توربین و … به کار رفتهاند.
1-3- دسته بندی تقویت کنندهها
1-3-1 الیاف
موادی هستند که در مقایسه با سایر مواد، یک محور بسیار بلند دارند و استحکام آنها در جهت طولی نسبت به سایر جهات به مراتب بیشتر است.
1-3-2- الیاف شیشه:
الیاف شیشه متداول‌ترین نوع الیاف می‌باشند که از قرنها پیش مورد استفاده قرار میگرفتهاند. در دوره رنسانس برای استحکام به اجسام ظریف و نازک، رشتههای شیشهای به شکل متقاطع یا بافته متصل میشد. الیاف شیشه را بر اساس تقویت در جهت کارایی خاص به چهار دسته تقسیم بندی می‌کنند.
1-3-2-1- الیاف شیشه نوع A 5
این نوع شیشه بیشترین کاربرد را در دربها و پنجرهها دارد، لیکن به علت مقاومت شیمیایی بسیار خوب در مواد مرکب نیز مورد استفاده قرار میگیرد. مواد مرکبی که الیاف آنها از این نوع باشد دارای مقاومت شیمیایی بسیار خوبی خواهند بود.
1-3-2-2- الیاف شیشه نوع E 6
اولین شیشهای که به طور خالص برای تولید الیاف ساخته شد، شیشه بروسیلیکات آلومینا بوده که قبلاً در سیستمهای الکتریکی کاربرد داشته است. این شیشه که به اختصار بنام شیشه نوع E شناخته میشوند، منجر به تولید اولین پارچه تقویت کننده استاندارد شده که امروزه نما سازی و مصارف خانگی نسبت به استفاده سازهای کاربرد بیشتری دارد. این نوع شیشه به علت دارا بودن مقاومت الکتریکی بسیار خوب در مواردی که نیاز به عایق الکتریکی است نیز مورد استفاده قرار میگیرند.
1-3-2-3- الیاف شیشه نوع S 7
ویژگی اصلی این نوع شیشه استحکام بالای آن است، به طوری که استحکام کششی آن حدود 33% و مدول ارتجاعی آن 20% بالاتر از شیشه نوع E است. این شیشه دارای نسبت استحکام به وزن بسیار بالا بوده و همچنین دارای رفتار خوبی در درجه حرارت‌های بالاست. این نوع شیشه دارای حد خستگی نسبتاً بالا است. از این نظر، بیشترین کاربرد شیشه S در صنایع هوایی و فضایی است که در آن نسبت استحکام کششی و خستگی به وزن بالا به همراه پایداری در درجه حرارتهای بالا مورد نیاز میباشد. امروزه در برخی قطعات باربر هواپیماها و حتی در پوسته موتور راکت‌ها از این نوع شیشه استفاده میشود. مهم‌ترین عامل محدود کننده استفاده از این نوع شیشه در موارد عمومی، قیمت بالای آن نسبت به انواع دیگر آن است.
1-3-2-4- الیاف شیشه نوع D 8
این نوع شیشه دارای خواص خوب دی الکتریک بوده و لذا در قطعات الکترونیکی بیشترین استفاده را دارند. اگرچه خواص مکانیکی این نوع شیشه قدری از انواع S و E پایینتر است ولی به علت دارا بودن خواص دی الکتریک خوب در ردیوم هواپیما (قسمت نوک هواپیما که رادار درون آن نصب میشود) مورد استفاده قرار میگیرند.
1-3-3- الیاف کربن-گرافیت:
تقاضا برای الیاف تقویت کننده با استحکام و مدول بالا منجر به توسعه الیاف کربن یا گرافیت شده است. الیاف گرافیت، الیافی کربنی هستند که تحت عملیات حرارتی بالاتر از 1650 درجه فارنهایت قرار گرفتهاند. رسانایی نسبتاً خوب الکتریسیته، سبکی، استحکام، مقاومت در برابر خزش و میرایی عالی از جمله مزایای آن است. از جمله معایب آن نیز ترد بودن، مقاومت ضربهای کم و گران بودن است. آلات موسیقی، صنایع هستهای و مصارف پزشکی از جمله کاربردهای این تقویت کنندههاست.
1-3-3-1 الیاف آلی:
متداول‌ترین آنها آرامیدها هستند و کولار یکی از متداول‌ترین آرامیدهاست. شکنندگی آنها کمتر از شیشه یا کربن نسوز است. در برابر اغلب حلال‌ها مقاومند به طوری که در متداول‌ترین حلال‌ها به جز اسید و بازهای خیلی قوی بیش از 90 درصد استحکام کششی خود را حفظ میکنند. از کاربردهای آنها در زره پوش تانکها و نفر برها، تقویت کننده تایرها و جلیقه ضد گلوله است.
1-3-4 تقویت کنندههای ذرهای
اغلب از ذرات برای کاهش قیمت رزینهای تقویت شده ترموست یا ترموپلاستیک استفاده میشود مانند: تالک، کربنات کلسیم، خاک اره و پنبه نسوز برخی از این مواد هستند.
1-3-5 تقویت کنندههای ویسکر
تک بلورهایی که نسبت معین طول به عرض آنها بیش از یک است. طول آنها معمولاً 2 تا 50 میلیمتر است. استحکام آنها بسیار زیاد است. در کاربردهایی از رزین مورد استفاده قرار میگیرند که نمیتوان از الیاف استفاده کرد. این مواد ظرفیت حرارتی زیادی دارند به همین علت در زمینه‌های فلزی و سرامیکی بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند. قیمت بالا، لزوم جمع آوری، مرتب کردن و توزیع آنها به شکل مطلوب، کاربرد آنها را محدود کرده است.
شکل (1-2)تقویت کنندههای کامپوزیتها
1-4- موارد کاربرد کامپوزیتها
1-4-1 صنعت هوا فضا
ساخت بدنه هواپیما، ساخت پرههای توربین بادی و پرههای هلی‌کوپتر، پوشش رادار هواپیما.
1-4-2 صنعت نفت و گاز
به منظور ترمیم و تقویت سازههای فرسوده و ترمیم لولههای فرسوده نفت و گاز، عایق توربین (کامپوزیتها با توجه به ساختار شبکهای و طولی که دارند، گرما را فقط در جهت طولی منتقل میکنند و نه عرضی. بنابراین به عنوان عایق گرما برای دیواره توربینها مناسب میباشند).
1-4-3 صنایع دریایی
ساخت بدنه کشتی و تأسیسات فرا ساحلی.
1-4-4 صنعت ساختمان
پوشش کف، نما، سقف و برج‌های خنک کننده.
1-4-5 صنعت خودروسازی
ساخت خودروی سبک و در نتیجه کم مصرف‌تر.
1-4-6 لوازم ورزشی:
تولید توپ‌های ورزشی، راکت تنیس و…
1-5- المان های ماتریس سفتی9 و ماتریس تطبیقی10
مطابق با تئوری الاستییسته برای یک جسم جامد الاستیک که از نقاط نامتناهی مادی تشکیل شده است رابط تانسورهای مرتبه دوم تنش و کرنش به وسیله یک کمیت تانسوری مرتبه چهار (دارای 81 مؤلفه) بیان می شود به طوری که: (1-1)
که i,j,k,l مقادیر x,y,zرا در سیستم مختصات کارتزین به خود اختصاص می دهد.
با توجه به اینکه برای تحلیل رفتار مکانیکی پوسته های ساخته شده از مواد تابعی مدرج در نظر گرفته می شود. ماتریس های تطبیقی و سختی با در نظر گرفتن رفتار مکانیکی ماده به صورت زیر خواهد بود:
1-5-1-برای ماده با خواص متعامد:
(1-2)

1-5-2-برای ماده با خواص ایزوتروپیک عرضی:
(1-3)

1-5-3- برای ماده با خواص ایزوتروپیک:
(1-4)

1-6- اهداف پروژه
در این پایان نامه تحلیل پایداری تیر کامپوزیتی تقویت شده با نانولولههای کربنی روی تکیه گاه الاستیک تحت نیروی محوری برای حالت توزیع یکنواخت11 نانولوله ها مورد بررسی قرار گرفته است و در پایان برای ضرایب مختلف بستر الاستیک نتایج بررسی شده است.

به طور خلاصه اهداف زیر در این پایان نامه دنبال می شوند:
به دست آوردن بار کمانش مکانیکی بی بعد شده تیر کامپوزیتی در حالت همراه با نانولوله کربنی و مقایسه آن با حالت ایزوتروپیک
بررسی اثر مقدار کسر حجمی نانولوله بر روی کمانش مکانیکی بی بعد شده
بررسی اثر بستر الاستیک بر روی بارکمانش مکانیکی بی بعد شده در حالتهای همراه با نانولوله کربنی و بدون نانولوله کربنی

فصل دوم
مروری بر کار های انجام شده

2-1- مقدمه
با توجه به گسترش روز افزون فناوری نانو و ایجاد تحولات بزرگ در صنایع مختلف توسط این فناوری، لازم است که هر کسی بسته به تخصص خود اطلاعی هر چند کلی از کاربردها و قابلیت های فناوری نانو داشته باشد. در این پایان نامه ابتدا توضیحی کلی راجع به فناوری نانو داده شده است و با توجه به اهمیت و نقش گسترده نانو لوله کربنی در فناوری نانو، این ماده معرفی و خواص آن ذکر شده است، در ادامه به توضیح برخی از کاربردهای نانولوله ها در صنایع مرتبط با مهندسی مکانیک مانند کامپوزیت ها پرداخته شده است.
یک نانومتر یک میلیاردیوم یک متر است بنابراین علم نانو آن بخش از علم است که ماده را در مقیاسی بسیار کوچک بررسی میکند و فناوری نانو به تولید و ساخت و در مقیاس مولکولی و اتمی میپردازد یا به عبارت دیگر با اجسام و ساختارها و سیستم هایی سروکار دارد که حداقل در یک بعد اندازهای کمتر از 100 نانو متر دارند.
2-2- تاریخچه و سیر تکاملی نانو
گذری بر تاریخچه نانو فناوری به ما کمک خواهد کرد که آن را بهتر بشناسیم و دریابیم که اهمیت آن چیست و چگونه آینده جهان را تغییر خواهد داد.
داستان نانوفناوری از دهه های 1950 و 1960 آغاز می گردد که اکثر مهندسان به چیزهای بزرگ، و نه چیزهای کوچک فکر می کردند. آن دوره، عصر ماشینهای بزرگ، بمب های بزرگ اتمی، جتهای بزرگ و نقشه های بزرگ برای فرستادن انسان به فضا بود. آسمان خراش های بزرگ مثل مرکز تجارت جهانی در سال 1970 تکمیل شد و در اکثر شهرهای بزرگ، برج های بلند احداث شدند. بزرگترین تانکرهای حمل نفت جهان، بزرگترین کشتی های مسافربری، پل ها، آزادراه های طولانی و نیروگاه های بزرگ همه و همه محصول آن عصر بودند. اما در همان دوره محققانی بودند که تمرکزشان بر چیزهای کوچک بود. در دهه های 1950 و 1960 صنعت الکترونیک، حرکت توقف ناپذیر خود را در جهت کوچک تر کردن چیزها آغاز کرد. اختراع ترانزیستور در سال 1947 و اولین مدار مجتمع در سال 1959، شروع عصر مینیاتوری کردن الکترونیک بود. همین ادوات کوچک، ساخت چیزهای بزرگ مثل فضا پیما را ممکن ساختند. چندین دهه بعد، با افزایش تقاضا برای کاربردهای محاسباتی سنگین و کامپیوترهای قوی، ترانزیستورها و مدارات مجتمع، کوچک و کوچکتر شدند تا جایی که در سال 1980، دانشمندان حدی برای این سیر تحولی پیشبینی کردند و جست و جو برای روشهای کاملاً جدید و متفاوت آغاز شد.
2-3- تعریف فناوری نانو
با مرور تاریخ علم و فناوری، می بینیم که هر از گاهی با کشفی تازه یا اختراعی نوع، نقطه عطفی در مسیر پیشرفت فناوری بشر خلق می شود و موجی نو به راه می افتد. جوامعی که در آن لحظه در خواب نباشند و سوار موج گردند پیشرفت می کنند و به سهم خود از فناوری خواهند رسید. مثال روشن این موضوع در تاریخ معاصر علم اختراع ترانزیستور نیمه هادی و ظهور علم جدید الکترونیک بود که به سرعت تکامل یافت و با پیدایش کامپیوترهای فوق العاده سریع و سایر ادوات الکترونیکی پیشرفته بر تمام شاخه های دیگر هم تأثیر گذاشت و به فراهم سازی بستر انتقال سریع، بی وقفه و پرحجم اطلاعات و بالاخره پیدایش عصر فناوری اطلاعات12 منجر گردید و هم اکنون شاهد آثار آن در زندگی روزمره مان هستیم. پیشرفت الکترونیک با مینیاتوری کردن ترانزیستورها و کاهش اندازه و توان مصرفی آنها و نیز افزایش سرعت، دقت و تراکم آنها روی تراشههای نیمه هادی حاصل شد. فناوری سنتی میکروالکترونیک با رسیدن به ایجاد حدود چند ده نانومتری نزدیک نقطه پایانی خود بود که ناگهان زمزمههای نانوفناوری به گوش رسید و بشر دریافت که با تکیه بر این فناوری، نه تنها میتواند نقطه عطفی در الکترونیک را رقم بزند، با توجه به خواص کاملاً جدید و منحصر به فرد ذرات در ابعاد نانومتری این فناوری میتواند تحولی عظیمتر، سریع تر و فراگیرتر از هر آنچه تا به حال بشر به آن رسیده بود را ایجاد کند. با توجه به تعاریف ارائه شده:
1- نانوفناوری به معنی دقیق توسعه فناوری در بازه یک نانومتری تا 100 نانومتر می باشد.
2- نانوفناوری بر پایه توانایی کنترل یا کارکردن با اندازههای اتمی بینان گذاشته شده است.
2-4- نانولوله های کربنی
2-4-1- ساختار نانولوله های کربنی
نانولوله های کربنی13 نوعی آلوتروپ14 کربن هستند که اخیراً کشف شدهاند آنها استوانهای شکلاند و خواص شگفت انگیزی دارند که برای به کارگیری در بسیاری کاربردهای نانوفناوری، الکترونیک، اپتیک و حوزه های دیگر علم مواد مناسب اند. آنها استحکامی خارق العاده و خواص الکتریکی منحصر به فردی دارند و نیز هادی خوبی برای حرارت اند. نانولوله عضوی از خانواده فلورین هاست که باکی بال را نیز شامل می شود. فلورینها خوشه بزرگی از اتمهای کربنی در قالب کربن در قالب یک قفس بستهاند و از ویژگیهای خاصی برخوردارند که پیش از این در هیچ ترکیب دیگری یافت نشده بودند. بنابراین فلورین ها به طور کلی خانواده ای جالب توجه از ترکیب ها را تشکیل می دهند که یقیناً در کاربردها و فناوری های آینده استفاده وسیع خواهند داشت.

شکل (2-1) برخی آلوتروپ های کربنی

ساختارهای عجیب و زیادی از فلورینها وجود دارد؛ شامل: کروی منظم، مخروطی، لوله ای و همچنین اشکال پیچیده و عجیب دیگر. در اینجا به توضیح مهمترین و معروف ترین آنها می پردازیم. ساختار باکی بال به شکل کره و نانولوله به شکل استوانه است (که معمولاً یکی یا هر دو سر آن با درپوش نیم کروی از ساختار باکی بال پوشیده شده است). نام آن از اندازه اش گرفته شده، زیرا قطر آن در ابعاد نانومتر (تقریباً 50000 برابر کوچکتر از قطر موی سر انسان). این در حالی است که طول آن می تواند به بلندی چند میلی متر برسد. طول بلند چندین میکرونی و قطر کوچک چند نانومتری آنها نسبت به قطر بسیار بزرگی را نتیجه میدهد. لذا میتوان آنها را تقریباً به صورت فلورینهای یک بعدی در نظر گرفت. به این ترتیب انتظار میرود این مواد خاص جالب الکترونیکی، مکانیکی و مولکولی ویژهای برخوردار باشند. در اوایل تمام مطالعات تئوری نانولولهای کربنی به بررسی اثر ساختار تقریباً یک بعدی آنها بر خواص مولکولی و الکترونیکی شان معطوف می شد.
نانولوله ها در دو دسته اصلی هستند:
1- نانولوله های تک جداره15 2- نانولوله های چندجداره 16
نانولوله های تک جداره را می توان به صورت ورقه های بلند گرافیت در نظر گرفت که به شکل استوانه پیچیده شده اند. نسبت طول به قطر نانولوله ها حدود 1000 می باشد و همان گونه که قبلاً ذکر شد می توان آنها را به عنوان ساختارهای تقریباً یک بعدی در نظر گرفت. نانولوله ها تماماً از پیوند مشابه گرافیت تشکیل شدهاند. این ساختار پیوند از پیوند موجود در الماس قوی تر است و استحکام منحصر به فردی به این مولکول ها می دهد. نانولوله ها معمولاً تحت فشار نیروهای واندروالسی17 به شکل ریسمان به هم می چسبند. نانولوله ها تحت فشار زیاد می توانند با هم ممزوج و متصل شوند و این امکان به وجود میآید که بتوان سیم هایی به طول نامحدود و بسیار مستحکم تولید کرد.
2-4-2- کشف نانولوله
در سال 2006 مارک مونتیوکس18 ودلادیمیر کوزنتسف19 در مقالهای در نشریه کربن به بیان مبدأ و منشأ نانولولهها پرداختند. اغلب مقالات معروف و علمی، کشف لولههای نانومتری توخالی کربنی را به سومیو ایجیما20از کمپانی NECدر سال 1991 نسبت میدهند ولی تاریخ لوله های نانومتری کربنی گرافیتی به گذشتهای دور و به سال 1952 برمیگردد. در آن سال رادوسکویچ21 و لوکیانویچ22تصاویری واضح از لولههای 50 نانومتری کربنی را در نشریه روس شیمی فیزیکی به چاپ رساندند. چه بسا نانولولههای کربنی حتی قبل از آن سال هم ساخته شده بودند ولی تا زمان اختراع میکروسکوپ های ارسال الکترونی23 امکان مشاهده مستقیم این ساختارها فراهم نبوده است. دانشمندان در غرب متوجه این کشفت نشده بودند زیرا به دلیل جنگ سرد تبادل اطلاعاتی بین شرق و غرب بسیار ضعیف بود و مقاله نیز به زبان روسی به چاپ رسیده بود.
قبل از اولین تولید مصنوعی و کشف فلورین های کوچکتر و این باور وجود داشت که این مولکول های کروی بزرگ عموماً ناپایدارند. اما محاسبات چند دانشمند روسی نشان داد که مولکول در حالت گازی پایدار است و شکاف باند بزرگی دارد. فلورین ها نیز مشابه اغلب کشفیات بزرگ علمی دیگر به طور تصادفی کشف شدند. در سال 1985 کروتو و اسمالی با نتایج عجیبی در طیف جرمی کربن تبخیر یافته مواجه شدند. پس از این حادثه فلورین ها کشف شدند و پایداری آنها در حالت گازی اثبات شد. اولین مشاهدات فلورین ها در طیف نگاری جرمی غیرمنتظره بود و اولین روش تولید انبوده توسط کرچمر24 و هافمن25 تا سال ها قبل از پی بردن به آن که این روش فلورین تولید می کند، استفاده می شده است.
جست و جو برای دیگر فلورین ها نیز آغاز شد و در سال 1991 نانولوله های کربنی توسط ایجیما و همکارانش کشف شدند. کشف نانولوله های کربنی توسط ایجیما در ماده حل نشدنی لولههای گرافیتی سوخته شده در دوره حاصل از تخلیه قوس الکتریکی دو میله کربنی سرچشمه فناوری امروزی نانو درباره نانولوله های کربنی شد. این کشفی اتفاقی در ارتباط با فلورین ها بود؛ هرچند برای تولید فلورین ها با کمینسر؛ روش تخلیه قوس الکتریکی به خوبی شناخته شده بود از آن پس محققان زیادی در سراسر جهان به مطالعه و بررسی این نانولوله ها مشغولند.
به نظر میرسد نانولوله ها به طرز غیرمترقبه ای کشف شده اند لیکن در مقاله ای که توسط ابرلین26، اندو27 و کویاما28 در سال 1967 چاپ شد فیبرهای توخالی کربنی در ابعاد نانومتری به روش رشد بخار به وضوح نشان داده شده بودند. همچنین در سال 1987 در آمریکا اختراعی به نام جورج تننت29 برای تولید «فیبرهای مجازی استوانهای کربن»30 با قطری بین 5/3 تا 70 نانومتری و طولی حدود 102 برابر قطر آن ثبت شد. اخیراً کشف نانولولههای کربنی را به آن دو و شفاف سازی ساختار نانولولهها را به ایجیما نسبت میدهند. یک منظر از ساختار نانولولههای کربنی ساختار یک بعدی و درون تهی آنهاست. ساختار یک بعدی آنها بسیار مورد توجه فیزیک دانهاست زیرا امکان آزمایش در فیزیک کوانتوم یک بعدی را برای آنها فراهم می سازد. ساختار درون تهی آنها هم بسیار مورد توجه شیمی دان هاست زیرا امکان درگیری مولکول ها واکنش در فضای محصور و رهاسازی کنترل شده مولکول ها برای مصارفی نظیر رساندن دارو به بدن را پدید می آورد.

2-4-3- تاریخچه نانولوله ها
1952
● رادوسکویچ31 و همکارانش در مقاله ای در نشریه روسی شیمی فیزیک رشته های درون تهی کربن گرافیتی به قطر 50 نانومتری را نشان می دهد.
1976
● اندو32 و همکارانش رشد CVDفیبرهای کربنی در ابعاد نانومتری را گزارش می دهند.
1979
●آرتور سیکلارک33در مجله علمی-تخیلی چشمه های بهشت به خیال پردازی درباره ایده بالابرهای فضایی با استفاده از «یک کریستال خیالی الماس یک بعدی» پرداخت.
1958
● فورین ها کشف شدند.
1987
● در آمریکا اختراع «فیبرهای توخالی» به نام جورج تننتثبت شد.
1991
● محقق ژاپنی شرکت NEC سومیو ایجیما به طور اتفاقی نانولوله های کربنی را در دوده حاصل از جرقه الکتریکی بین دو میله کربنی کشف کرد.
● در ماه آگوست هرینگتون34 و تام ماگاناس35 از شرکت صنایع ماگاناس نانولوله ها را از روش CVDکشف کردند که به ابداع روشی برای ساخت لایه های نازک پوششی تک مولکولی نانولوله منجر شد.
1993
● گروه هایی از IBMو NECبه سرپرستی دونالد اس بیتیون36و ایجیما هر یک جداگانه نانولوله های تک جداره کربنی و روش تولید آن را با استفاده از کاتالیست های فلزی کشف کردند.
1998
● ترانزیستور نانولوله ای در Delftو IBM ساخته شد.
●در ماه آوریل کمپانی IBMشگردی را برای تولید اتوماتیک سطوح خالص و تمیز نیمه هادی از نانولوله ها اعلام کرد.
2002
● نانولوله کربنی چندجداره به عنوان سریع ترین نوسان سازها (بیش از 50 گیگاهرتز) به نمایش درآمد.
● روشی سریع و دقیق برای مدل کردن رفتار کلاسیک نانولوله ها به روش REBOتوضیح داده شد.
2003
● آوریل: نشان داده شد که خم کردن نانولوله مقاومت آن را تغییر می دهد.
● ژوئن: روشی برای ساخت نانولوله های با خواص فلزی با خلوص بالای 80% ارائه شد.
● سپتامپر: NECبه فناوری ساخت با ثبات ترانزیستورهای نانولوله ای کربن دست یافت.
● نوامبر: قیمت نانولوله ها در این سال از 20 تا 1000 یورو در هر گرم بسته به میزان خلوص ترکیب (تک جداره، دو جداره یا چند جداره) و سایر مشخصات تغییر کرد.
2004
ژوئن: محققان دانشگاه تسینقواو دانشگاه ایالتی لوئیزیانا کاربرد نانولوله در لامپهای رشته ای به جای المان های تنگستنی را به نمایش گذاشتند.
● مارس: نشریه نیچر عکس نانولوله تک جداره ای به طول 4 سانتی متر را چاپ کرد.
●آگوست: ملاحظه شد که تغییر ولتاژ اعمالی به یک نانولوله باعث ساطع شدن نور در نقاط مختلف در طول آن می شود.
2005
● می: نمونه نمایش گر نانولوله ای صفحه تخت 10 سانتی متر با رزولوشن بالا به نمایش گذاشته شد.
● آگوست: دانشگاه کالیفرنیا دریافت که نانولوله های Yشکل می توانند به صورت ترانزیستور عمل کنند.
● آگوست: شرکت جنرال الکتریک اعلام کرد که دیودهای نانولوله ای ساخته است که دارای بهترین عمل کردند و مطابق با دیودهای ایده آل تئوری عمل می کنند. همچنین اثر فرتوولتائیک در دیود نانولوله ای مشاهده شد که می تواند به تحولی عظیم در ساخت سلول های خورشیدی منجر گردد کارایی آنها را بهبود بخشد و بهره وری اقتصادی آنها را افزایش دهد.
● آگوست: صفحات نانولوله ای در ابعاد 100×5 سانتی متر ساخته شدند.
● سپتامبر: محققان آزمایشگاهی ILNLنشان دادند که وقتی ماده ای منفجره نظیر PETNبا لایه ای از نانولوله های تک جداره غنی شده با 29% آهن پوشش داده می شود می توان آن را با تاباندن نور فلاش دوربین معمولی منفجر کرد در صورتی



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه ارشد

پاسخ دهید