رفتن به مطلب

جستجو در تالارهای گفتگو

در حال نمایش نتایج برای برچسب های 'پلاسما'.



تنظیمات بیشتر جستجو

  • جستجو بر اساس برچسب

    برچسب ها را با , از یکدیگر جدا نمایید.
  • جستجو بر اساس نویسنده

نوع محتوا


تالارهای گفتگو

  • انجمن نواندیشان
  • فنی و مهندسی
  • علوم پزشکی
  • علوم پایه
  • ادبیات و علوم انسانی
  • فرهنگ و هنر
  • مراکز علمی
  • مطالب عمومی
  • مکانیک در صنعت مکانیک در صنعت Topics
  • شهرسازان انجمن نواندیشان شهرسازان انجمن نواندیشان Topics
  • هنرمندان انجمن هنرمندان انجمن Topics
  • گالری عکس مشترک گالری عکس مشترک Topics
  • گروه بزرگ مهندسي عمرآن گروه بزرگ مهندسي عمرآن Topics
  • گروه معماری گروه معماری Topics
  • عاشقان مولای متقیان علی (ع) عاشقان مولای متقیان علی (ع) Topics
  • طراحان فضای سبز طراحان فضای سبز Topics
  • بروبچ با صفای مشهدی بروبچ با صفای مشهدی Topics
  • سفيران زندگي سفيران زندگي Topics
  • گروه طرفدارن ا.ث.میلان وبارسلونا گروه طرفدارن ا.ث.میلان وبارسلونا Topics
  • طرفداران شياطين سرخ طرفداران شياطين سرخ Topics
  • مهندسی صنایع( برترین رشته ی مهندسی) مهندسی صنایع( برترین رشته ی مهندسی) Topics
  • گروه طراحی unigraphics گروه طراحی unigraphics Topics
  • دوستداران معلم شهید دکتر شریعتی دوستداران معلم شهید دکتر شریعتی Topics
  • قرمزته قرمزته Topics
  • مبارزه با اسپم مبارزه با اسپم Topics
  • حسین پناهی حسین پناهی Topics
  • سهراب سپهری سهراب سپهری Topics
  • 3D MAX 3D MAX Topics
  • سیب سرخ حیات سیب سرخ حیات Topics
  • marine trainers marine trainers Topics
  • دوستداران بنان دوستداران بنان Topics
  • ارادتمندان جليل شهناز و حسين عليزاده ارادتمندان جليل شهناز و حسين عليزاده Topics
  • مکانیک ایرانی مکانیک ایرانی Topics
  • خودرو خودرو Topics
  • MAHAK MAHAK Topics
  • اصفهان نصف جهان اصفهان نصف جهان Topics
  • ارومیه ارومیه Topics
  • گیلان شهر گیلان شهر Topics
  • گروه بچه های قمی با دلهای بیکران گروه بچه های قمی با دلهای بیکران Topics
  • اهل دلان اهل دلان Topics
  • persian gulf persian gulf Topics
  • گروه بچه های کرد زبان انجمن نواندیشان گروه بچه های کرد زبان انجمن نواندیشان Topics
  • شیرازی های نواندیش شیرازی های نواندیش Topics
  • Green Health Green Health Topics
  • تغییر رشته تغییر رشته Topics
  • *مشهد* *مشهد* Topics
  • دوستداران داريوش اقبالي دوستداران داريوش اقبالي Topics
  • بچه هاي با حال بچه هاي با حال Topics
  • گروه طرفداران پرسپولیس گروه طرفداران پرسپولیس Topics
  • دوستداران هامون سینمای ایران دوستداران هامون سینمای ایران Topics
  • طرفداران "آقایان خاص" طرفداران "آقایان خاص" Topics
  • طرفداران"مخربین خاص" طرفداران"مخربین خاص" Topics
  • آبی های با کلاس آبی های با کلاس Topics
  • الشتریا الشتریا Topics
  • نانوالکترونیک نانوالکترونیک Topics
  • برنامه نویسان ایرانی برنامه نویسان ایرانی Topics
  • SETAREH SETAREH Topics
  • نامت بلند ایـــران نامت بلند ایـــران Topics
  • جغرافیا جغرافیا Topics
  • دوباره می سازمت ...! دوباره می سازمت ...! Topics
  • مغزهای متفکر مغزهای متفکر Topics
  • دانشجو بیا دانشجو بیا Topics
  • مهندسین مواد و متالورژی مهندسین مواد و متالورژی Topics
  • معماران جوان معماران جوان Topics
  • دالتون ها دالتون ها Topics
  • دکتران جوان دکتران جوان Topics
  • ASSASSIN'S CREED HQ ASSASSIN'S CREED HQ Topics
  • همیار تاسیسات حرارتی برودتی همیار تاسیسات حرارتی برودتی Topics
  • مهندسهای کامپیوتر نو اندیش مهندسهای کامپیوتر نو اندیش Topics
  • شیرازیا شیرازیا Topics
  • روانشناسی روانشناسی Topics
  • مهندسی مکانیک خودرو مهندسی مکانیک خودرو Topics
  • حقوق حقوق Topics
  • diva diva Topics
  • diva(مهندسین برق) diva(مهندسین برق) Topics
  • تاسیسات مکانیکی تاسیسات مکانیکی Topics
  • سیمرغ دل سیمرغ دل Topics
  • قالبسازان قالبسازان Topics
  • GIS GIS Topics
  • گروه مهندسین شیمی گروه مهندسین شیمی Topics
  • فقط خودم فقط خودم Topics
  • همکار همکار Topics
  • بچهای باهوش بچهای باهوش Topics
  • گروه ادبی انجمن گروه ادبی انجمن Topics
  • گروه مهندسین کشاورزی گروه مهندسین کشاورزی Topics
  • آبروی ایران آبروی ایران Topics
  • مکانیک مکانیک Topics
  • پریهای انجمن پریهای انجمن Topics
  • پرسپولیسی ها پرسپولیسی ها Topics
  • هواداران رئال مادرید هواداران رئال مادرید Topics
  • مازندرانی ها مازندرانی ها Topics
  • اتاق جنگ نواندیشان اتاق جنگ نواندیشان Topics
  • معماری معماری Topics
  • ژنتیکی هااااا ژنتیکی هااااا Topics
  • دوستداران بندر لیورپول ( آنفیلد ) دوستداران بندر لیورپول ( آنفیلد ) Topics
  • group-power group-power Topics
  • خدمات کامپپوتری های نو اندیشان خدمات کامپپوتری های نو اندیشان Topics
  • دفاع دفاع Topics
  • عمران نیاز دنیا عمران نیاز دنیا Topics
  • هواداران استقلال هواداران استقلال Topics
  • مهندسین عمران - آب مهندسین عمران - آب Topics
  • حرف دل حرف دل Topics
  • نو انديش نو انديش Topics
  • بچه های فیزیک ایران بچه های فیزیک ایران Topics
  • تبریزیها وقزوینی ها تبریزیها وقزوینی ها Topics
  • تبریزیها تبریزیها Topics
  • اکو سیستم و طبیعت اکو سیستم و طبیعت Topics
  • >>سبزوار<< >>سبزوار<< Topics
  • دکوراسیون با وسایل قدیمی دکوراسیون با وسایل قدیمی Topics
  • یکم خنده یکم خنده Topics
  • راستی راستی Topics
  • مهندسین کامپیوتر مهندسین کامپیوتر Topics
  • کسب و کار های نو پا کسب و کار های نو پا Topics
  • جمله های قشنگ جمله های قشنگ Topics
  • مدیریت IT مدیریت IT Topics
  • گروه مهندسان صنایع گروه مهندسان صنایع Topics
  • سخنان پندآموز سخنان پندآموز Topics
  • مغان سبز مغان سبز Topics
  • گروه آموزش مهارت های فنی و ذهنی گروه آموزش مهارت های فنی و ذهنی Topics
  • گیاهان دارویی گیاهان دارویی صنایع غذایی شیمی پزشکی داروسازی
  • دانستنی های بیمه ای موضوع ها

جستجو در ...

نمایش نتایجی که شامل ...


تاریخ ایجاد

  • شروع

    پایان


آخرین بروزرسانی

  • شروع

    پایان


فیلتر بر اساس تعداد ...

تاریخ عضویت

  • شروع

    پایان


گروه


نام واقعی


جنسیت


شماره موبایل


محل سکونت


تخصص ها


علاقه مندی ها


عنوان توضیحات پروفایل


توضیحات داخل پروفایل


رشته تحصیلی


گرایش


مقطع تحصیلی


دانشگاه محل تحصیل


شغل

11 نتیجه پیدا شد

  1. روش های استريليزاسيون با دمای پايين؛ فرمالدهيد، اتيلن اكسايد و پلاسما نویسنده: فاطمه بامداد، کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی از دانشگاه surrey انگلستان چکیده: در ايالات متحده آمريكا، سالانه حدود 5/46 ميليون عمل جراحي و حدود 5 ميليون آندوسكوپي دستگاه گوارش صورت مي‌ گيرد . به طور حتم هر عمل جراحي منجر به پاره كردن يا تماس مستقيم وسايل و ابزار جراحي با غشاء مخاطي بيمار مي‌شود. بنابراين عدم استريل صحيح ابزار جراحي نه تنها موجب انتقال بيماري از فردي به فرد ديگر (مانند ويروس هپاتيت ب) مي‌شود بلكه باعث انتقال بيماري از محيط به بيمار نيز مي‌شود (سودوموناس آئروژينوزا ). مطالعات نشان مي‌دهد همه ساله حدود1/4 ميليون از افراد جامعه در اروپا دچار عفونت‌هاي بيمـارستـانـي مـي‌شوند كه 000/37 مورد آن به مــرگ مـنـجــر مــي‌شــود. بــر اســاس گــزارش سازمان كنترل بيماري‌ها در امريكا تعداد مرگ و مير بر اثر عفونت‌هاي بيمارستاني 000/99 نفر اعلام شده كه اين عدد با ميزان مرگ و مير بر اثر ايدز، سرطان سينه و تصادفات جاده‌اي برابري مـي‌كنـد. سـازمـان بهـداشـت جهـاني در سال 2002 اعـلام كرد ميزان 1/11% ازبيماران مراجعه كننده به مراكز درماني در مديترانه‌ي شرقي و 10% در آسـيـــاي جـنـــوب شــرقــي بــه عـفــونــت‌هــاي بيمارستاني دچار مي‌شوند. تــــــاكـــنـــــون روش هـــــاي مــخــتــلــفـــــي بـــــراي اسـتـريـلـيـزاسـيـون ابـزار و تـجـهيزات پزشكي به جامعه‌ي پزشكي ارائه شده است. روش هاي اسـتـريـلـيـزاسـيـون بـه دو دسـتـه دمـاي بـالا مـانند اسـتــريـلـيــزاسـيــون بـخــار و دمــاي پـايـيـن شـامـل فــرمــالــدهـيـد، اتيلـن اكسـايـد و استـريليـزاسيـون پلاسما تقسيم مي‌شوند. در اين مقاله روش‌هاي استريليزاسيون با دماي پايين با يكديگر مقايسه خواهند شد. درباره ی استريليزاسيون با اتيلن اكسايد بیشتر بدانید
  2. پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان نانولوله‌های کربنی را به تولید انبوه رساند. به گزارش ایسنا به نقل از ستاد نانو، این گروه از رنگ‌پاش برای تولید این نانوساختارها با قطر مختلف استفاده کردند. این روش جدید برای تولید انبوه نانولوله‌های کربنی پوشش‌دار نیز مناسب است. «آناتولی ملنکو» می‌گوید: استفاده از رنگ‌پاش یک روش‌ جالب برای تولید انبوه نانوساختارها است. معمولا برای تولید نانوذرات از کاتالیست‌های نیکل استفاده می‌شود، ما در این پروژه از رنگ‌پاش برای اسپری کردن این نانوذرات روی زیرلایه استفاده کردیم؛ با این کار نانوذرات روی سطح زیرلایه پخش می‌شوند و در نهایت نانولوله‌ها روی این نانوذرات رشد می‌کنند. رنگ‌پاش موجب می‌شود تا ذرات کاتالیست به صورت یکنواخت روی سطح وسیعی از زیرلایه قرار بگیرند؛ مزیت دیگر این روش آن است که می‌توان در مدت زمان بسیار کوتاهی در دمای اتاق مساحت بالایی را پوشش‌دهی کرد. بعد از پوشش‌دهی زیرلایه با رنگ‌پاش، این گروه تحقیقاتی یک لایه پودر سیلیکون را روی آن اسپری کرده و در نهایت زیرلایه را در اتمسفری حاوی استیلن و گاز آمونیاک در دمای 600 درجه سانتی‌گراد قرار می‌دهند. با این کار نانوفیبرهای کربنی روی نانوذرات نیکل رشد کرده و محصولی خالص حاوی پوشش سیلیکونی ایجاد می‌شود. این محصول به صورت جنگلی از نانوفیبرهاست که به صورت عمودی روی زیرلایه رشد کرده است. این گروه تحقیقاتی این روش را روی زیرلایه‌های آلومینیوم، مس و تیتانیوم آزمایش کردند. «مهمت ساراک» از محققان این پروژه می‌گوید: رشد نانوفیبرهای کربنی روی زیرلایه منجر به محصولی رسانا می‌شود که از آن می‌توان در حوزه‌های مختلف استفاده کرد. رشد نانولوله‌ها از طریق رسوب شیمیایی از فاز بخار تقویت شده با پلاسما (pecvd) انجام می‌شود که قبل از آن نانوذرات نیکل روی زیرلایه‌هایی از جنس سیلیسیم، آلومینیوم، مس و تیتانیوم قرار داده می‌شود. توزیع و مورفولوژی محصول نهایی را می‌توان با کنترل پارامترهای رنگ‌پاش تعیین کرد، در واقع نحوه توزیع نانوذرات کاتالیستی تاثیر زیادی روی محصول نهایی دارد. در صورت افزودن میکروذرات سیلیس به راکتور، محصول نهایی با سیلیس پوشش‌دهی می‌شود که این کار موجب افزایش استحکام مکانیکی نانوفیبرهای کربنی می‌شود. از این روش می‌توان برای تولید مواد تشکیل دهنده باتری‌های یون لیتیم استفاده کرد. منبع: مجله بسپار
  3. دانشمندان ژل جدید و ارزانی را ساخته اند که برای بند آوردن جریان خون در مواردی که زمان کافی برای بخیه زدن وجود ندارد، مناسب است. قیمت این ژل کمتر از ژل‌های مورد استفاده‌ی امروزی است. این ماده‌ی جدید لخته کننده‌ی خون، یک هیدروژل شامل مخلوطی از آب و پلیمری لیفی است که در این مورد اکریلامید پوشیده شده توسط گروه‌های نیتروژنی بار دار مثبت به عنوان پلیمر بکار گرفته شده است. تحقیقات بر روی پلاسمای خون نشان داده است که ژل سبب ایجاد پروتئینی به نام فاکتورVII می‌شود که نقشی کلیدی در انعقاد خون دارد. این سخن Brendan Caseyمهندس زیست پزشکی از دانشگاه ماریلند در کالج پارک است. طبق گفته‌یCasey به منظور بند آوردن خون می‌توان این پلیمر را فقط روی زخم قرار داد. طبق آزمایش هایی که توسطCasey و همکارانش در برش ریه گوسفند و بافت کبد صورت گرفته، این هیدروژل خونریزی در ریه را در دو دقیقه و خونریزی در کبد را ظرف ۴ تا ۵ دقیقه قطع می‌کند. بر اساس نظر گروه تحقیقاتی، بار مثبت پلیمر و سفتی آن از دلایل لخته شدن خون هستند. بسیاری از هیدروژل‌های دیگر که در پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از مواد زیست پزشکی مانند کیتین ساخته می‌شوند که یک ترکیب ساختاری در دیواره‌ی سلولی بعضی از قارچ ها، دهان ماهی و پوسته خرچنگ است. با وجود اینکه این مواد براحتی در بدن تجزیه می‌شوند، اما راحت تر از ژل‌های مصنوعی به ویروس و میکروب آلوده می‌شوند و در بعضی از افراد واکنش های آلرژیک ایجاد می‌کنند. همچنین قیمت این ژل های زیستی بیشتر از ۴۰۰ تا ۵۰۰ دلار است. در حالیکه ژل پلیمری جدید در هر بار استفاده تنها ۱۰ دلار هزینه دارد. منبع : انجمن پلیمر ایران
  4. spow

    جوشکاری پلاسما

    جوشکاری پلاسما یکی از روش‌های جوشکاری است که در آن با کاربرد گازهای خنثی درجه حرارت به بالای ۲۰۰۰۰ هزار درجه سانتیگراد می‌رسد و و انرژی قوس بسیار متمرکز تر و پایدار تر از روش جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی TIG است. پلاسما به معنی گاز یونیزه شده می‌باشد. به دلیل اینکه این گاز در این درجه حرارت و حالت از قانون گازها پیروی نمی‌کند، حالت چهارم وجود ماده به آن گفته می‌شود (جامد، مایع، گاز، پلاسما) چنانچه هوا یا گاز در قوس الکتریکی شرایط گذار به حالت پلاسما را بیابد قوس مربوط دارای انرژی حرارتی بسیار زیادی خواهد شد. == مزایا و معایب ==از معایب جوشکاری پلشما اشعه آن می‌باشد که اگر جوشکار از لباس و اینک مخصوص ضد اشعه استفاده نکند بیماریهایی مثل کوری ریزش مو سرطان پوست می باشد * تعریف پلاسما * تاریخچه * تجهیزات * اصول فرایند * مقایسه دو روش GTAW & PAW * انواع قوسها در جوشکاری پلاسما * تکنیک جوشکاری key hole * کنترل کیفیت جوش همانگونه که درفهرست مشاهده کردید این جزوه اموزشی برای اشنایی بهینه وکاربردی با جوش پلاسما تقدیم حضورتان میشود امیداست برای دوستان گرامی مفید به فایده باشد دانلود کنید پسورد : soheiiil
  5. spow

    جوشکاری پلاسما

    جوشکاری پلاسما یکی از روش‌های جوشکاری است که در آن با کاربرد گازهای خنثی درجه حرارت به بالای ۲۰۰۰۰ هزار درجه سانتیگراد می‌رسد و و انرژی قوس بسیار متمرکز تر و پایدار تر از روش جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی TIG است. پلاسما به معنی گاز یونیزه شده می‌باشد. به دلیل اینکه این گاز در این درجه حرارت و حالت از قانون گازها پیروی نمی‌کند، حالت چهارم وجود ماده به آن گفته می‌شود (جامد، مایع، گاز، پلاسما) چنانچه هوا یا گاز در قوس الکتریکی شرایط گذار به حالت پلاسما را بیابد قوس مربوط دارای انرژی حرارتی بسیار زیادی خواهد شد. == مزایا و معایب ==از معایب جوشکاری پلشما اشعه آن می‌باشد که اگر جوشکار از لباس و اینک مخصوص ضد اشعه استفاده نکند بیماریهایی مثل کوری ریزش مو سرطان پوست می باشد * تعریف پلاسما * تاریخچه * تجهیزات * اصول فرایند * مقایسه دو روش GTAW & PAW * انواع قوسها در جوشکاری پلاسما * تکنیک جوشکاری key hole * کنترل کیفیت جوش همانگونه که درفهرست مشاهده کردید این جزوه اموزشی برای اشنایی بهینه وکاربردی با جوش پلاسما تقدیم حضورتان میشود امیداست برای دوستان گرامی مفید به فایده باشد دانلود کنید پسورد : soheiiil
  6. برگردان: مهندس فاطمه اسلام پناه مقدمه از آنجایی¬که مواد بسپاری کاربردهای گسترده و بسیار مناسبی در زندگی روزانه ما دارند، نیاز به آماده کردن سطح آن برای ایجاد انعطاف بیشتر در کاربرد وجود دارد. آماده¬سازی پلاسما طیف بی¬سابقه¬ای از اصلاحات سطح امکان¬پذیر برای بهبود بسپارها، از یک تغییر توپوگرافی ساده گرفته تا تغییر ساختار شیمیایی پوشش که نسبت به توده بسپار از نظر رادیکالی متفاوت است، ارائه می¬دهد. علاوه بر این آماده¬سازی پلاسمائی سازگار با محیط¬زیست و اقتصادی می¬باشد. فرایندهای پلاسمائی می¬توانند حداقل به 4 گروه مختلف تقسیم ¬شوند که غالباً همپوشانی دارند: 1) آماده¬سازی سطح با شکستن چربی¬های سطحی و آلودگی¬ها 2) حکاکی (etching) توپوگرافی¬های جدید 3) فعال¬سازی سطح با ایجاد یا اتصال گروه¬های عاملی جدید یا تهییج شیمیایی بخش¬های نیمه پایدار روی سطح و 4) رسوب پوشش¬های سطح مونولیتیک چسبنده با بسپارش مواد تکپاری روی سطح، می¬باشند. توضیحات کلی این فرایندها شامل مقدمه¬ای بر ساختار شیمیایی و مثال¬هایی از آن، به طور خلاصه بحث خواهد شد. تمرکز بر پلاسماهای capacitively-coupled rf می¬باشد. زیرا متداول-ترین کاربرد در آماده¬سازی بسپارها می¬باشد. آماده¬سازی سطح در بسیاری از فرایندهای صنعتی و علمی، سطوح بی نهایت تمیز نیاز می¬باشد. منظور از عبارت "تمیز" اینست که مواد موجود در توده جسم با موادی که سطح آن را تشکیل می¬دهند، یکسان است و هیچ-گونه ماده خارجی ناشناخته یا آلودگی¬های ناپایدار مکانیکی وجود ندارد. برای سطوح فلزی، آماده¬سازی پلاسما می¬تواند سطوح را عاری از هرگونه چربی سطحی و آلودگی سازد و آن را در حد فلز اصلی "تمیز" کند. این به این دلیل امکان¬پذیر است که فلزات در برابر آسیب¬های مواد شیمیایی پلاسما کاملاً مقاوم هستند. در مورد بسپارها، استفاده از عبارت تمیز کردن مفهوم کاملاً متفاوتی دارد، زیرا بسپارها به راحتی مورد هجوم محیط¬های پلاسما قرار می¬گیرند. بنابراین سطوح بسپاری تنها تا رسیدن به بسپار اصلی ساییده نمی¬شوند بلکه در واقع از نظر شیمیایی و توپوگرافیکی تغییر می¬کنند. ایجاد چندسازه¬هایی با دوام و قدرت بالا نیاز به سطوحی از الیاف و پلاستیک دارد که از باقی¬مانده¬های بسپاری با وزن مولکولی و یا چسبندگی ضعیف قبل از اعمال ماتریس بسپار عاری باشند. روش پلاسما به طور گسترده سطوح را از مواد نامطلوب با ترکیبی از روش¬های کاتدپرانی (sputtering) با یون¬های پرانرژی و نورکافت فرابنفش پیوندهای کووالانسی ساختار مولکولی آلودگی¬های سطح پاک می¬کند. برای مثال، سطح پلی¬اتیلن معمولاً با چندپارهای اتیلن، تکپار پلی¬اتیلن، مواد با وزن مولکولی کم شبیه واکس و بسپار شده به صورت ناقص آلوده می¬باشد. این بخش¬های با چسبندگی ضعیف باید قبل از چاپ جوهرها و یا اعمال چسب¬ها از بین بروند. از آنجایی¬که آلودگی¬ها روی سطح هستند و نسبت به ساختار بسپاری اصلی بسیار راحت و سریع با تبدیل به ترکیبات فرار تخریب می¬شوند، بنابراین ساختار بسپاری اصلی ضرورتاً دست نخورده و سالم و با حداقل حکاکی باقی می¬ماند. البته اگر زمان آماده-سازی مورد استفاده کوتاه باشد، تخریب مکرر آلودگی¬های با وزن مولکولی کم سطح پلی¬اتیلن گازهایی ایجاد می¬کند که می¬تواند از نظام پمپ شده و سطح پایدار برای چسبنده¬های قوی بر جای می¬گذارد. گازهای بی اثر مانند آرگون به کار می¬روند، زیرا آنها به آغاز تخریب بدون اتصال به سطح تمایل دارند. برای کاهش تغییرات نامطلوب ساختار شیمیایی زمان¬های آماده¬سازی معمولاً کوتاه هستند. آماده¬سازی اضافی منجر به حمله به بسپار اصلی می¬شود که بخش بسپاری کاملاً تخریب شده و خاکستر می¬شود. یک فرایند تمیز کردن معمولی برای پلی¬اتیلن، آماده سازی با گاز آرگون با فشار Torr 01/0-4/0 ، با چگالی توان 5/0 در MHz rf 56/13 روی صفحات موازی الکترود می¬باشد. زمانی¬که آلودگی¬ها از بین رفتند، یک سطح بسپاری پایدارتر در تماس با محیط پلاسما قرار می¬گیرد، بنابراین واکنش¬های بیشتر مانند حکاکی، اتصال یا اعمال مستقیم پوشش سطحی مطلوب آسان¬تر می¬شود. فرایندهای قوی¬تر با استفاده از گازهای فعال یا با استفاده از اریب کردن الکتریکی برای افزایش انرژی بمباران یون¬ها می¬تواند انجام شود. با این حال، حکاکی بسپار اصلی شروع به اتفاق افتادن می¬کند و ما را به سوی موضوع بعدی سوق می¬دهد. حکاکی برای به دست آوردن پوشش¬های بسیار چسبنده روی سطوح بسپاری، معمولاً چیزی بیش از تمیزکردن سطح نیاز می¬باشد. پلاسما می¬تواند توپوگرافی¬های سطحی "میکروزبر" ارائه دهد که با روش¬های سایشی فیزیکی قابل بدست آمدن نیست. یک عامل دخیل در بهبود چسبندگی ایجاد شده بعد از آماده¬سازی پلاسما، افزایش مساحت سطح بسپار می¬باشد که سطح مشترک بیشتری در تماس با پوشش ارائه می¬دهد. این افزایش سطح تماس می¬تواند با باز کردن میکروحفره¬ها توسط از بین بردن آلودگی¬هایی که روی سطح را پوشانده بودند یا حفره¬ها را مسدود کرده بودند یا از طریق میکرو زبر کردن سطح بدست آید. میکرو زبر کردن با بسپارهای بلوری یا آلیاژهایی از طریق فرایند خارج کردن دیفرانسیلی اتفاق می¬افتد. که بوسیله آن مناطق بلوری و بی¬ریخت یا ترکیبات مختلف درون آلیاژ با سرعت¬های مختلف جدا می¬شوند. مواد گازی یونیده شده تنها عامل تعیین¬کننده پارامترهای حکاکی نیست. ترکیب بسپار و میکروساختار آن نیز نقش کلیدی ایفا می¬کنند. گازهای فعال معمولی که استفاده می¬شوند، O2, CF4, SF6 و مخلوطی از اینها با یکدیگر و یا با گازهای بی¬اثر می¬باشد. چگالی¬های توان بالاتر از درجه 1 و گاهی اریب کردن الکتریکی برای افزایش انرژی بمباران الکترونی به کار می¬روند. فعال¬سازی سطح و اتصال فعال¬سازی پلاسما تغییر ویژگی¬های سطح با جای¬گزینی یا افزودن گروه¬های شیمیایی از بین گروه¬های فعال در یک عملیات پلاسما برای گروه¬هایی است که عموماً در بسپار اصلی حاضر می¬باشند. برای مثال پلی¬اتیلن تبدیلی می¬تواند با تغییر شکل سطح آن با یک آماده¬سازی ساده پلاسما بسیار مفید واقع شود. این گروه¬هایی که انتقال می¬یابند می¬توانند نقش¬های جدیدی ایفا کنند. برای مثال، گروه¬های هیدروکسیل و کربوکسیل می¬توانند به پلی¬اتیلن اتصال یابند و ماهیت آب¬گریز آن را به آب¬دوست تبدیل کنند. گروه¬های آمید و آمین نیز سطح را در عملیات رنگ کردن (به سطح اتصال می¬یابند) پذیرنده ماده رنگزا می¬کنند. گازهای فرایند مانند O2، N2، He، Ar، NH3، N2O، CO2، CF4 و هوا یا برخی از ترکیبات این گازها معمولاً در آماده¬سازی از نوع فعال¬سازی به کار می¬روند. برای سازوکار فعال¬سازی نظریه چنین است که رادیکال¬های آزاد روی مولکول¬های سطح مواد بسپاری ایجاد می¬شوند. بر اساس گاز فرایند، گروه¬های شیمیایی مختلفی می¬توانند روی سطح ایجاد شوند (مانند گروه¬های هیدروکسیل، کربونیل، کربوکسیل، آمینو یا پروکسیل). برای دانستن بهتر پیچیدگی¬های برخی از این ساختارهای شیمیایی، اکسیژن پلاسما را در نظر بگیرید. طرح واکنش اکسایش زیر یک راه کلی ایجاد گروه¬های اکسیژنه متصل به روی سطح بسپاری می¬باشد. ابتدا، هیدروژن از ساختار اصلی بسپار R با حضور اکسیژن اتمی در پلاسما حذف می¬شود و یک جایگاه رادیکالی روی بسپار باقی می¬گذارد. سپس، اکسیژن¬های مولکولی می¬توانند به رادیکال¬های آزاد متصل شوند و یک رادیکال پراکسی ایجاد کند: رادیکال پراکسی سپس می¬تواند هیدروژن را از ساختار بسپار جانبی و یا منابع دیگر حذف کرده و به گروه کربوکسیلیک یا یک استر تغییر شکل می¬دهد: چیزی که در این واکنش نشان داده نشده است امکان تشکیل الکل¬ها، اترها، پراکسیدها، و هیدروپراکسیدها می¬باشد. محصولات جانبی معمولاً CO2، H2O و هیدروکربن¬های با وزن مولکولی کم به راحتی با پمپ خلاء از نظام خارج می¬شوند. واکنشگرهای کمکی اضافی می¬تواند شیمی سطح جدید ایجاد کند یا سینتیک واکنش را تسریع کند. برای مثال، در یک پلاسما اکسیژن، شکستن پیوندهای کربن-کربن و کربن- هیدروژن مراحل محدودکننده سرعت می¬باشند. زمانی¬که تترافلوئورمتان به عنوان واکنش کمکی استفاده می¬شود پلاسمایCF4/O2 منجر به تشکیل فرم¬های تهییج یافته O, OF, CO, CF3, CO2 و F می¬شود. فلورین و یا ترکیبات حاوی فلورین در شکستن پیوندهای کربن- کربن و کربن- هیدروژن بسیار موثر خواهد بود. با این تفاوت که نیاز به انتقال محصولات جانبی پلاسما وجود ندارند. همزمان با قطع شدن پلاسما و یا خارج شدن ترکیبات تهییج یافته از میدان rf معمولاً در چند ثانیه ترکیبات دوباره با یکدیگر ترکیب شده و به حالت پایه و غیرفعال خود تبدیل می¬شوند. به عنوان یک مثال از کاربرد تجاری، چسبندگی پوشرنگ به بسپارها یک نیاز مهم در تولیدات خودروئی است، را در نظر می¬گیریم. برای پوشرنگ¬زنی سطوح پلاستیک¬ها تنها تمیز بودن سطح برای تضمین چسبندگی رنگ کافی نیست. بلکه، اتصال مواد شیمیایی سطحی جدید لازم است. پوشرنگ¬زنی بسپارهایی مانند پلی¬الفین¬ها و آلیاژ پلی¬الفین مانند الفین¬های گرمانرم (TPO) به دلیل سطح واکسی آنها بسیار سخت است و برای ایجاد چسبندگی فیلم رنگ نیاز به آماده¬سازی خاصی دارند. متداول¬ترین آماده¬سازی برای TPO قبل از پوشرنگزنی¬ آن معمولاً اعمال شعله استیلن/اکسی به طور مستقیم روی سطح (flaming) یا استفاده از بهبوددهنده¬های چسبندگی شیمیایی می¬باشد. البته آماده¬سازی با شعله وابسته به درجه آن، برای صفحات پیچیده دارای حفره، منفذ و یا شیارهای عمیق عملی نیست. بهبوددهنده¬های چسبندگی، معمولاً محلول¬های با درصد جامد کم (25%) از الفین¬های کلرینه در حلال، عموماً موثرتر از آماده¬سازی با شعله می¬باشد. بهبود دهنده¬های چسبندگی از نوع پایه حلالی با محیط زیست¬سازگار نیستند، زیرا حاوی مقادیر زیادی از ترکیبات عالی فرار می¬باشند. بهبود دهنده¬های چسبندگی از نوع پایه آبی نیز هنوز چندان موثر واقع نشده¬اند و بسیار گران هستند. کارایی آماده¬سازی پلاسما بر این فرایندهای تجاری و یا ترکیب این فرایندها ترجیح دارد. چسبندگی پوشرنگ روی مواد بر پایه TPO چندان مقاوم است که با هیچ یک از روش دمای دیگر قابل دسترسی نیست. مواد با یک گاز خوراک هوا درmTorr 2/0- 4/0 چگالی انرژی rf از 01/0 تا 1/0 وات بر سانتی مترمربع و زمان آماده-سازی از 30 تا 60 ثانیه آماده شدند. آماده¬سازی پلاسما 1400 تا 1800 درصد بهبود در دوام در برابر پوسته شدن ایجاد می¬کند، زیرا سازوکار تخریب از چسبندگی بین رنگ – زیرآیند به پیوستگی بین زیرآیند TPO انتقال می¬یابد. بسپارش و رسوب¬دهی پوشش¬های سطحی بسپارش ایجاد مولکول¬های بسیار بزرگ با اتصال مولکول های بسیار کوچک و قابل اتصال به نام تکپار می¬باشد. تکپارهای کلاسیک که در بسپارش شیمیایی تر به کار می روند، ساختارهای فعالی مانند پیوند دوگانه دارند که به آنها اجازه می¬دهند در صورت وجود در شرایط مناسب تبدیل به یک پیوند شوند. پیوند دوگانه در متیل متاکریلات برای تشکیل پلاستیک¬های مفید، پلی متیل متاکریلات مکان¬های اتصال فراهم می¬کند. نور فرابنفش، رادیکال¬های آزاد یا یون¬های پرانرژی از پلاسما، فرایند بسپارش را با اتصال مکرر شروع کرده و وزن مولکولی خود را تا چند برابر افزایش می¬دهد. این بسپارش پلاسما با (FTIR/ATR) در زمان واقعی بررسی شده است. بسپار حاصل بطور مستقیم روی جزء اپتیک Ge بلور AT-IR درون اتاقک واکنش پلاسما رشد یافته بود. یک فیلم پلی¬متیل¬متاکریلات در توان 65 وات، فشار Torr 2/0 و سرعت جریان تکپار sccm 30 رسوب کرده بود. به طور شگفت¬انگیزی بسپار بعد از رسوب کردن به تغییر شکل IR خود حتی بعد از خاموش شدن توان پلاسما ادامه می¬دهد. این در واکنش¬های القایی پلاسما که مواد رادیکالی زنده واکنش را ادامه می¬دهند، غیر متداول نیست. در مثال بالا، یک تکپار قابل بسپارش به شکل یک فیلم بسپاری واکنش می¬دهد. با این حال، شرایط پلاسما نیز می¬تواند فیلم¬های بسپار از موادی ایجاد کند که بطور معمول با تکنیک شیمیایی ¬تر تبدیلی بسپار تشکیل نمی¬دهند. ساختار بسپارهای پلاسما با استفاده از واکنشگرهای کمکی یا استفاده از O2، N2، یا NH3 در محفظه واکنش پلاسما هنگام بسپارش می¬تواند متفاوت باشد. این روش بطور متداول برای به کارگیری مواد اتمی خاص در مواد بسپاری حاصل که در تکپار اولیه ممکن است از بین برود، به کار می¬رود. آمونیاک یا آکریلونیتریل به عنوان واکنشگر کمکی هنگام رسوب کردن فیلم¬ها از یک پلاسمای متان جهت به کارگیری نیتروژن به کار می¬رود. به طور مشابه عوامل هیدروکسیل و کربوکسیل اسید با بسپارش کمکی پلاسمای آکریلیک اسید یا آلی الکل با تکپار اولیه جهت فراهم کردن اکسیژن و آب دوستی می-توانند به کار روند. تحقیقات، روابط بین توان ورودی، نوع گاز خوراک مصرفی و سرعت جریان گاز به چگالی و نوع مواد فعال در پلاسما را یافته¬اند. این عوامل، در تعیین سرعت رسوب و ساختار فیلم موثر می¬با¬شد. وابسته به تکپار به کار رفته، سرعت¬های رسوب در سطح توان rf 100 وات و سرعت جریان تکپار چند sccm در محدوده بین 5 و 100 نانومتر بر دقیقه می¬باشد. برای بنزن سرعت رسوب نسبتا بالایی مشاهده شده است با وجود اینکه این ماده فاقد سایت¬های اتصال بسپارش تبدیلی است و بنابراین تحت شرایط معمولی از طریق واکنش شیمیایی¬ تر تشکیل نخواهد شد. ویژگی¬های مواد بسپارشده به این روش نسبت به بسپارهای بدست آمده از مواد مشابه از طریق بسپارش شیمیایی تر تبدیلی می¬تواند بسیار متفاوت باشد. خلاصه اصلاحی که روی سطح مواد بسپاری در تماس با پلاسما اتفاق می¬افتد با (1) گاز فرایند (2) زمان تماس با پلاسما (3) چگالی توان و انرژی و در درجات کم¬تر با (4) ترکیب اصلی سطح تعیین می¬شود. انواع اصلاح از زبر کردن به نسبت ساده سطح و تغییر صیقلی بودن آن تا اتصالات پیچیده گروه¬های عاملی رادیکالی یا بخش¬های مولکولی و یا تغییر کامل ویژگی¬های سطح نسبت به توده بسپار متفاوت است. شیمی رادیکال آزاد سازوکار غالب در اصلاح سطح می¬باشد. بر خلاف پیچیدگی در ذات پلاسما، امکان انجام فرایند مطابق تغییرات مورد نظر در سطوح بسپاری وجود دارد. ایران پلیمر
  7. spow

    فیزیک پلاسما

    ساختار پلاسما عموما پلاسما را مجموعه‌ای از یونها ، الکترونها و اتمهای خنثی جدا از هم و تقریبا در حال تعادل مکانیکی - الکتریکی می‌گویند. حالتهای خاصی را در مقابل مغناطیس نشان می‌دهد. این رفتارها کاملا برعکس رفتار گازها در مقابل میدان مغناطیسی است. زیرا گازها به سبب خنثی بودنشان از لحاظ بار الکتریکی توانایی عکس ‌العمل در مقابل مغناطیس و میدان وابسته به آن را ندارند. در کنار این رفتار پلاسما می‌تواند تحت تأثیر میدان مغناطیسی درونی که از حرکت یونهای داخلی به عمل می‌آید قرار گیرد. همچنین پلاسما به علت رفتار جمعیتی که از خود نشان می‌دهد، گرایشی به متأثر شدن در اثر عوامل خارجی ندارد و اغلب طوری رفتار می‌کند که گویی دارای رفتار مخصوص به خودش است. معیار دیگر برای پلاسما آن است که فراوانی بارهای مثبت و منفی باید چندان زیاد نباشد که هر گونه عدم توازن موضعی بین غلظتهای این بارها غیر ممکن باشد. مثلا بار مثبت به سرعت بارهای منفی را بسوی خود می‌کشد تا توازن بار از نو برقرار سازد. بنابراین اگر چه پلاسما به مقدار زیادی بار آزاد دارد، ولی از لحاظ بار الکتریکی خنثی است. ماده در حالت پلاسما نسبت به حالتهای جامد ، مایع و گاز نظم کمتری دارد. با این حال خنثی بودن الکتریکی پلاسما بطور متوسط انرژی از نظم را نشان می‌دهد. چهارمین حالت ماده کدام است؟ اگر پلاسما تا دمای زیاد حرارت داده شود، نظم موجود در پلاسما از بین می‌رود و ماده به توده درهم و برهم و کاملا نامنظم ذرات منفرد تبدیل می‌شود. بنابراین پلاسما گاهی نظیر سیالات ، رفتاری جمعی و گاهی نظیر ذرات منفرد ، بصورت کاملا تکی عمل می‌کند. به دلیل همین رفتارهای عجیب و غریب است که غالبا پلاسما در کنار گازها و مایعات و جامدات ، چهارمین حالت ماده معرفی می‌شود. بنابراین با توجه به اینکه چگالی پلاسما قابل توجه می‌باشد. مدولانک در تک ذرات منفرد به مشکلات رفتار پلاسما افزوده می‌شود. ضرورت بررسی پلاسمای طبیعی با وجود این پیچیدگیها با عنایت به اینکه 99 درصد ماده موجود در طبیعت و جهان در حالت پلاسما است. علاقمندی ما به پلاسما جدا از بسیاری کاربردها نظیر تولید انرژی ، عدسی پلاسمایی برای کانونش انرژی و ... معتدل می‌باشد، چرا که از ترک زمین ، با انواع پلاسماها مانند ( یونوسفر، کمربندها و بادهای خورشیدی ) مواجه می‌شویم. بنابراین فیزیک پلاسما نیز در کنار سایر شاخه‌های علوم فیزیکی ، در شناخت محیط زندگی ما در قالب رشته ژئوفیزیک از یک اهمیت زیادی برخوردار است. انواع پلاسما پلاسمای جو : نزدیکترین پلاسما به ما ( کره زمین ) ، یونوسفر (Ionosphere) می‌باشد که از صد و پنجاه کیلومتری سطح زمین شروع و به طرف بالا ادامه می‌یابد. لایه‌های بالاتر یونسفر ، فیزیک سیستمها به فرم پلاسما می‌باشند که توسط تابش موج کوتاه در حوزه وسیعی ، از طیف اشعه فرابنفش گرفته تا پرتوهای ایکس و همچنین بوسیله پرتوهای کیهانی و الکترونهایی که به گلنونسفر اصابت می‌کنند یونیزه می‌شوند. شفق قطبی : پدیده شفق نیز نوعی پلاسما است که تحت اثر یونیزاسیون ایجاد می‌شود. یونسفر پلاسمایی با جذب پرتوهای ایکس ، فرابنفش ، تابش خورشیدی ، انعکاس امواج کوتاه و رادیویی اهمیت اساسی در ارتباط رادیویی در سرتاسر جهان دارد. با همه این احوال نه تنها زمین بلکه زهره و مریخ نیز فضایی یونسفری دارند. ملاحظات نظری نشان می‌دهد که در سایر سیاره های منظومه شمسی نظیر مشتری ، زحل ، سیاره اورانوس ، نپتون نیز باید یونسفرهای قابل مشاهده وجود داشته باشد. فضای بین سیاره ای نیز از پلاسمای بین سیاره‌ای در حال انبساط پر شده که محتوای یک میدان مغناطیسی) ضعیف (حدود -510 تسلا) است. هسته های ستارگان دنباله دار نیز به فضای بین پلاسمایی پرتاب می‌کند. از طرف دیگر ، خورشید منظومه شمسی مانند یک کره پلاسمایی است. درخشندگی شدید خورشید ، معمولا عین یک درخشندگی پلاسمایی می‌باشد. خورشید به سه قشر گازی فتوسفر - کروموسفر و کورونا (که کرونای آن بیش از یک میلیون درجه ، حرارت دارد) احاطه شده است و انتظار می‌رود که هزاران سال به درخشندگی خود ادامه بدهد. کاربرد پلاسمای یونسفر یونوسفر زمین در ارتباطات رادیویی اهمیت زیادی دارد. توضیح این نکته لازم است که یونوسفر ، امواج رادیویی با فرکانسهای بیش از 30 مگاهرتز (بین امواج رادار و تلویزیون) را عبور می‌دهد. ولی امواج با فرکانسهای کمتر (کوتاه ، متوسط و بلند رادیویی) را منعکس می‌کند. همچنین شایان ذکر است که ضخامت یونسفر زمین که از چند لایه منعکس کننده تشکیل شده است با عواملی نظیر شب و روز آشفتگی پلاسمایی سطح خورشید در ارتباط نزدیک می‌باشد. مگنتوسفر و کمربندهای تشعشعی زمین می‌دانیم زمین ما دارای میدان مغناطیسی است که می‌تواند بر یونها و بطور خلاصه پلاسمای فضای اطرافش اثر بگذراد. بر طبق نظرات دینامو ، میدان مغناطیسی زمین از القای مغناطیس حاصل از حرکات ذرات داخل پلاسمای فضا به درون زمین متأثر می‌شود. که دوباره نقش فیزیک پلاسما را در ژئوفیزیک یادآوری می‌کند. به هرحال بطور نظری باید میدان مغناطیسی به شکل متقارن باشد لیکن فشار باد خورشیدی ، میدان ژئومغناطیس زمین را به صورت ستارگان نباله دار یا دکلی شکل در می‌آورد. که در اصطلاح به آن مگنتوسفر زمین گفته می‌شود. ساختمان این لایه پلاسمایی نیز خود از چند لایه تشکیل شده است. ژئوفیزیکدانان با مطالعه اساسی این لایه‌ها ، حد بالای آن را که حدودا 10 برابر شعاع زمین و در جهت خورشید می‌باشد، مغناطیس سکون می‌نامند. خارج از مغناطیس سکون ، ناحیه متلاطمی است که غلاف مغناطیس نام دارد و آن باد خورشیدی در نتیجه فشار مگنتوسفر جهت و سرعت خود را تغییر می‌دهد. مگنتوسفر زمین ، کمربند ایمنی زمین در مقابل ذرات خطرناک کم انرژی و حتی متوسط انرژی می‌باشد. به این کمربند حافظ امنیت زمین در مقابل اشعه‌های خطرناک و ذرات ساتع از خورشید ، اصطلاحا کمربندهای وان آلن (به افتخار کاشف این کمربندها) گفته می‌شود. آینه‌های مغناطیسی با توجه به تأثیرات میدان مغناطیسی زمین بر روی پلاسما ، ذراتی که در میدان مغناطیسی زمین (کمربند وان آلن) گیر می‌اندازد. بواسطه داشتن میدان مغناطیسی قوی و ضعیف و در قطبین زمین حرکتی انجام می‌دهند که به مثابه یک آینه طبیعی می‌باشد. بنابراین آینه مغناطیسی که قبلا برای اولین بار توسط انریکو فرمی به عنوان مکانیسمی برای شتابدار ساختن پرتوی کیهانی استفاده شده بود، در ژئوفیزیک نیز بکار رفت. بادهای خورشیدی خورشید منظومه شمسی منبع نیرومندی از جریان مداوم پلاسما بصورت باد خورشیدی است. باد خورشیدی اصطلاحی برای ذرات تشعشع یافته نظیر بادهایی در حدود 100 هزار درجه کلوین است. باد خورشیدی پدیده پیچیده‌ای است که سرعت و چگالی) آن متغیر می‌باشد. متغیر بودن پلاسمای بادی به فعالیت خورشید بستگی دارد. گفتنی است که به دلیل 100 برابر بودن انرژی جنبشی پلاسما نسبت به انرژی مغناطیسی‌اش ، اصطلاح باد مغناطیسی به آن داده‌اند. فشردگی پلاسما در فضا پلاسمای فضایی می‌تواند تحت عوامل مختلفی فشرده شود و ستارگان فضا را ایجاد کند (به عنوان مثال کوتوله های سفید ). پلاسمای فضایی با چگالی حدود 100 هزار تا 10 میلیارد گرم بر سانتیمتر مکعب ، محصول نهایی تکامل ستارگان سبک ‌وزن می‌باشد. این نوع ستارگان بسیار چگالتر از خورشید می‌باشند. چرا که اگر کل ماده خورشید با چگالی 1.4 گرم بر سانتیمتر مکعب می‌خواست متراکم و به اندازه مثلا زمین ما شود، چگالی آن به تقریبا یک میلیون گرم بر سانتیمتر مکعب می‌رسید. ستارگان نوترونی نیز از نوع ستارگان بسیار چگال می‌باشند که محصول تکامل ستارگان همان وزن می‌باشند. اینها آخرین نوع ستارگان قابل مشاهده در جهان هستند که به سبب داشتن چگالی فوق‌العاده زیاد ، نورهای اطراف خود را می‌بلعند و به صورت یک حفره سیاه در می‌آیند. بر طبق مدلهای محاسبه شده ، ستارگان نوترونی از لایه‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که با حرکت از سطح به طرف داخل ، چگالی به سرعت بالا می‌رود. تاريخچة مختصري از فيزيك پلاسما وقتي خون از گلبول‌ها و ذرات ديگر تصفيه مي‌شود مايعي شفاف باقي مي‌ماند كه پلاسما ناميده مي‌شود. پلاسما از كلمه يوناني به معني بسته شده يا ژله‌اي گرفته شده است و اولين بار بوسيله دانشمند چك جوناس پاركيج (1869-1787) استفاده شد در 1927 شيميدان آمريكايي برنده جايزه نوبل ايروبنگ لانگمير اولين بار اين لغت را براي توصيف يك گاز يونيزه استفاده كرد. لانگمير در روشي كه پلاسماي خون گلبول‌هاي قرمز و سفيد را انتقال مي‌دهد و روشي كه يك سيال الكتريكي الكترون‌ها و يونها را انتقال مي‌دهد تأمل كرده بود. لانگمير همراه با هم دانشگاهي‌اش لويي تانگروي فيزيك و شيمي يك فيلامان تنگستن يك لامپ تحقيق مي‌كردند هدف آنها يافتن راهي براي افزايش بيشتر طول عمر فيلامنت بود (هدفي كه نهايتاً به آن رسيدند) در اين فرآيند او نظريه غلاف‌هاي پلاسما را بسط و توسعه داد. همچنين او مناطق خاصي از پلاسماي لامپ تخليه را كشف كرد كه تغييرات متناوبي از چگالي الكترون را نشان مي‌داد كه امروزه امواج لانگمير مي‌گوييم اين سرآغاز فيزيك پلاسما بود. امروزه تحقيقات لانگمير به صورت اصول نظري در بسياري از فرآيندهاي فني براي ساختن مدارهاي مجتمع دخالت زيادي دارد. بطور كلي بعد از لانگموير تحقيقات پلاسما در جهات ديگري گسترش يافت كه به ويژه پنج تا از آنها مهمترند. اول توسعه پخش راديويي عامل كشف يونسفر زمين شد، لايه‌اي از گاز قسمتي يونيزه در بالاي اتمسفر كه امواج راديويي را انعكاس مي‌دهد و عاملي براي اين پديده است كه وقتي علامت‌هاي راديويي فرستنده بالاي افق هستند مي‌توانند دريافت شوند. البته گاهي اوقات متأسفانه يونسفر امواج راديويي را جذب و وا مي‌پيچاند براي نمونه ميدان مغناطيسي زمين عامل موجهايي با قطبيت متفاوت (نسبت به جهت ميدان مغناطيسي) با سرعت‌هاي انتشار متفاوت است، اثري كه منشاء «علامت‌هاي سايه‌اي» (يعني علامت‌هايي كه كمي قبل يا كمي بعد از علامت اصلي مي‌رسند) مي‌‌تواند باشد. دوم در اختر فيزيك به زودي درك شد كه بيشتر جهان از پلاسما تشكيل شده و بنابراين براي فهميدن بهتر پديده‌هاي اختر فيزيك نيازمند يك درك بهتر از فيزيك پلاسما هستيم. پيشگام اين حيطه هانس آلفون بود كه حدود 1940 نظريه مگنتو هيدورديناميك يا M.H.D را كه در آن پلاسما اساساً مانند يك سيال هادي (رسانا) رفتار ميكند توسعه داد. اين نظريه به طور گسترده و هم موفق براي بررسي لكه‌هاي خورشيدي، زبانه‌هاي خورشيدي، باد خورشيدي تشكيل ستارگان و يك لشكر از ديگر موضوع‌هاي كيهان‌شناسي به كار گرفته شد. دو موضوع خاص و جالب در نظريه M.H.D اتصال مجدد مغناطيسيو نظريه دينامو است. اتصال مجدد مغناطيسي فرايندي است كه در آن توپولوژي خطوط ميدان مغناطيس ناگهان تغيير مي‌كند اين منشاء تبديل ناگهاني مقدار زيادي انرژي مغناطيسي به انرژي حرارتي مي‌تواند باشد، همانطور كه تعدادي از ذرات باردار به انرژي‌هاي فوق‌العاده زياد شتاب داده مي‌شود. عموماً تصور بر اين است كه اتصال مجدد مغناطيسي مكانيزم اصلي توصيف‌كننده زبانه‌هاي خورشيدي است. تئوري دينامو چگونگي حركت يك سيال M.H.D را كه مي‌تواند منشاء توليد يك ميدان مغناطيسي ماركوسكوپيك باشد مطالعه مي‌كند اين فرآيند مهم است زيرا وقتي كه فعاليت دينامو ادامه پيدا نكند هم در زمين و هم در خورشيد ميدان‌هاي مغناطيسي نسبتاً به سرعت (به زبان اخترفيزيك) از بين مي‌روند. ميدان مغناطيسي زمين به وسيله حركت هستة مذابش حفظ مي‌شود كه مي‌تواند با يك تقريب مناسب مانند يك سيال M.H.D رفتار كند. سوم اختراع بمب هيدروژني در 1952 در مورد گداخت گرما هسته‌اي كنترول شده علاقه‌مندي زيادي به عنوان يك منبع توان امكان‌پذير براي آينده ايجاد كرد. در ابتدا اين تحقيقات محرمانه و منحصراً به وسيله ايالات متحده، شوروي و انگلستان به پيش مي‌رفت، با اين وجود در 1958 تحقيق گداخت گرما هسته‌اي طبقه‌بندي شده نبود و اين منجر به انتشار تعداد زيادي مقاله‌اي با اهميت و قوي در اواخر دهة 1950 و اوايل دهة 1960 شد در اين سال‌هاي بطور گسترده بحث فيزيك پلاي نظري با يك نظم شديد رياضي پديدار گشت. عجيب نيست كه اساساً فيزيكدان‌هاي گداخت يا همجوشي بيشتر به دنبال درك چگونگي محبوس كردن پلاسماي گرما هسته‌اي در متداولترين حالت بوسيله ميدان مغناطيسي هستند و تحقيق در مورد ناپايداري‌هايي كه امكان فرار به آن مي‌دهد. چهارم در 1958 وان آلن كمربندهاي تشعشي وان آلن كه زمين را دربرگرفته‌اند كشف كرد. با استفاده از اطلاعات انتقال يافته بوسيله ماهواره كاشف آمريكا، كاوش منظم مگنتوسفر از طريق ماهواره شروع شد و حوزه فيزيك پلاسماي فضا گشوده شد. دانشمندان فضا نظريه پلاسماي محبوس شده به وسيله ميدان مغناطيسي را از تحقيقات همجوشي نظريه امواج پلاسما را از فيزيك يونسفر و مفهوم اتصال مجدد را به عنوان ساز و كاري براي آزاد كردن انرژي و شتاب دادن به ذرات از اخترفيزيك قرض گرفتند. سرانجام با پيشرفت ليزرهاي پرقدرت در دهة 1960 حوزه فيزيك پلاسماي ليزري گشوده شد. وقتي يك شعاع ليزر قدرتمند به يك هدف جامد مي‌خورد ذرات بلافاصله كنده مي‌شوند و اشكالي از پلاسما در مرز بين پرتو ليزر و هدف ايجاد مي‌شود. پلاسماي ليزري به خواص (به عنوان مثال چگالي‌هاي مشخصه يك جامد) حداكثر نهايي گرايش دارند كه در بسياري از پلاسماهاي مرسوم يافت نمي‌شوند. كاربرد اصلي فيزيك پلاسماي ليزري رويكردي ديگر به انرژي همجوشي است كه معروف به همجوشي محبوش شدة مانداست در اين رويكرد پرتوهاي قوي متمركز شده ليزر براي از داخل منفجر كردن يك هدف جامد كوچك استفاده مي‌شود تا به مشخصة چگالي‌ها و دماهاي همجوشي هسته‌اي (مانند مركز يك بمب هيدروژني) برسند. كاربرد جالب ديگر فيزيك پلاسماي ليزر توليد ميدان‌هاي فوق‌العاده قوي است، وقتي كه پالس ليزر با چگالي بالا از بين پلاسما عبور مي‌كند ذرات را شتاب مي‌دهد فيزيكدان‌هاي انرژي‌هاي بالا اميدوارند با استفاده از شيوة شتاب دادن به وسيله پلاسما اندازه و هزينة شتاب دهنده‌هاي ذرات را كاهش دهند. می‌دانیم که برای ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز در نظر گرفته می‌شود. اما در مباحث علمی معمولا یک حالت چهارم نیز برای ماده فرض می‌شود. حدوث طبیعی پلاسما در دماهای بالا ، سبب تخصیص عنوان چهارمین حالت ماده به آن شده است. یک نمونه بسیار طبیعی از پلاسما آتش است، بنابراین خورشید نمونه‌ای از پلاسمای داغ بزرگ است. حدود پلاسما اغلب گفته می‌شود که 99% ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شکل گاز الکتریسته داری که اتمهایش به یونهای مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آنها ، ابرهای گازی و اغلب هیدروژنف فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیکی خود ما ، وقتی که جو زمین را ترک می‌کنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می‌شویم که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است. در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه می‌شویم. جرقه رعد و برق، تابش ملایم شفق قطبی ، گازهای داخل یک لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیزاسیون ، مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده می‌شود. بنابراین می‌توان گفت که ما در یک درصدی از عالم زندگی می‌کنیم که در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمی‌شود. آیا کلمه پلاسما یک کلمه بامسما است؟ کلمه پلاسما ظاهرا بی‌مسما به نظر می‌رسد. این کلمه از لغت یونانی πλάσμα,-ατος,τό آمده است که هر چیز به قالب ریخته شده یا ساخته شده را گویند. پلاسما به علت رفتار جمعی که از خودشان نشان می‌دهد، گرایشی به متأثر شدن در اثر عوامل خارجی ندارد و اغلب طوری عمل می‌کند که گویا دارای رفتار مخصوص به خودش است. حفاظ دبای یکی از مشخصات اساسی رفتار پلاسما ، توانایی آن برای ایجاد حفاظ در مقابل پتانسیلهای الکتریکی است که به آن اعمال می‌شوند. فرض کنید بخواهیم با وارد کردن دو گلوله بارداری که به یک باتری وصل شده‌اند یک میدان الکتریکی در داخل پلاسما بوجود آوریم. این گلوله‌ها ، ذرات یا بارهای مخالف خود را جذب می‌کنند و تقریبا بلافاصله ، ابری از یونهای اطراف گلوله منفی و ابری اطراف گلوله مثبت را فرا می‌گیرند. اگر پلاسما سرد باشد و هیچگونه حرکت حرارتی وجود نداشته باشد، تعداد بار ابر برابر بار گلوله می‌گردد، در این صورت عمل حفاظ کامل می‌شود و هیچ میدان الکتریکی در حجم پلاسما در خارج از ناحیه ابرها وجود نخواهد داشت. این حفاظ را اصطلاحا حفاظ دبای می‌گویند. معیارهای پلاسما طول موج دبای (λD) باید خیلی کوچکتر از ابعاد پلاسما (L) باشد. تعداد ذرات موجود در یک کره دبای (ND) باید خیلی بزرگتر باشد. حاصلضرب فرکانس نوسانات نوعی پلاسما (W) در زمان متوسط بین برخوردهای انجام شده با اتمهای خنثی (t) باید بزرگتر از یک باشد. كاربردهاي فيزيك پلاسما - تخليه هاي گازي : قديميترين كار با پلاسما ، مربوط به لانگمير ، تانكس و همكاران آنها در سال 1920 ميشود. تحقيقات در اين مورد ، از نيازي سرچشمه ميگرفت كه براي توسعه لوله هاي خلائي كه بتوانند جريانهاي قوي را حمل كنند، و در نتيجه ميبايست از گازهاي يونيزه پر شوند احساس ميشد. - همجوشي گرما هستهاي كنترل شده: فيزيك پلاسماي جديد ( از حدود 1952 كه در آن ساختن راكتوري بر اساس كنترل همجوشي بمب هيدروژني پيشنهاد گرديد، آغاز ميشود. - فيزيك فضا: كاربرد مهم ديگر فيزيك پلاسما ، مطالعه فضاي اطراف زمين است. جريان پيوستهاي از ذرات باردار كه باد خورشيدي خوانده ميشود، به مگنتوسفر زمين برخورد ميكند. درون و جو ستارگان آن قدر داغ هستند كه ميتوانند در حالت پلاسما باشند. - تبديل انرژي مگنتو هيدرو ديناميك ( MHD ) و پيشرانش يوني: دو كاربرد عملي فيزيك پلاسما در تبديل انرژي مگنتو هيدرو ديناميك ، از يك فواره غليظ پلاسما كه به داخل يك ميدان مغناطيسي پيشرانده ميشود، ميباشد. - پلاسماي حالت جامد : الكترونهاي آزاد و حفرهها در نيمه رساناها ، پلاسمايي را تشكيل ميدهند كه همان نوع نوسانات و ناپايداريهاي يك پلاسماي گازي را عرضه مي دارد. - ليزرهاي گازي: عاديترين پمپاژ ( تلمبه كردن ) يك ليزر گازي ، يعني وارونه كردن جمعيت حالاتي كه منجر به تقويت نور ميشود، استفاده از تخليه گازي است. - شايان ذكر است كه كاربردهاي ديگري مانند چاقوي پلاسما ، تلويزيون پلاسما ، تفنگ الكتروني ، لامپ پلاسما و غيره نيز وجود دارد كه در اينجا فقط كاربردهاي پلاسما در حالت كلي بيان شده است. اغلب مشاهده شده که نیروی الکترومغناطیسی باعث ایجادساختار(منظم)شده یعنی اتمهاوملکولهاوجامدات کریستالی راتثبیت می نماید.درحقیقت نتایج (اثرات)نیروی مغناطیسی که بیش از همه موردمطالعه قرارگرفته اندموضوع ومبحث شیمی وفیزیک جامدات را تشکیل داده که هردومبحث برشناخت سازه های اساسأاستاتیک بسط یافته اند. سیستم های دارای ساختار منظم انرژی چسبندگی بیشتری نسبت به انرژی حرارتی پیرامونی دارند.اگراین سازه ها در محیطی باحرارت کافی قرارگیرند تجزیه می شوند یعنی کریستال ها ذوب می شوند و نظم مولکولی به هم می ریزد .در دمای نزدیک یا بالاتر از انرژی یونیزاسیون اتمی،اتمها نیز به الکترون های با بارمنفی ویون های با بار مثبت تجزیه می شوند.این ذرات بارداربه هیچ وجه آزاد نبوده ودرحقیقت به شدت تحت تاثیر میادین الکترومغناطیسی یکدیگر قرار می گیرند.با این حال چون بارها دیگر چسبیده نیستند،ترکیب ومونتاژآنها قادر به حرکات مشترک با پیچیدگی و قدرت بالا خواهند بود.چنین ترکیبی پلاسما نامیده می شوند. البته سیستم های دارای چسبندگی می توانند سازه وساختاربا چسبندگی بالا را نشان دهند مانند مولکول پروتئین .پیچیدگی در پلاسما به نوعی متفاوت بوده ومعمولأبه صورت موقثی وفضایی بیان می شوند.پلاسما بیشتردارای ویژگی تحریک تغییرات مختلف وضعیتهای مشترک دینامیکی است. چون تجزیه حرارت ،قبل ازیونیزه شدن ،چسبندگی واتحاد بین اتمی رامی شکند،بیشترپلاسماهای زمینی با حالت گازشروع می شوند.در حقیقت بعضی مواقع پلاسمابه عنوان گازی تلقی می شود که به اندازه ای یونیزه شده که عملکرد پلاسما مانند از خود بروزدهد. توجه داشته باشید که عملکرد پلاسما مانند پس از بخش نسبتأکمی از گازی که یونیزه شده رخ می دهد. بنابراین گازهایی که تااندازه ای یونیزه شده اند دارای ویژگی شبیه به بیشترنشانه های خارق العاده مخصوص گازهای کاملأ یونیزه شده هستند. پلاسماهایی که ازیونیزه شدن گازهای خنثی ناشی می شود عمدتأ حاوی تعداد مساوی ناقل های مثبت و منفی هستند. در این حالت مایعات دارای بارمخالف کاملأ به هم چسبیده و درمقیاسهای طول واقعی (ماکروسکوپی) تلاش می کنند همدیگررا خنثی نمایند چنین پلاسماهایی شبه خنثی نامیده می شوند (شبیه به خاطراینکه انحرافات کوچک ازخنثی بودن کامل اثرات مهم دینامیکی برای وضعیتهای پلاسمای خاصی دارد.)پلاسماهای غیری خنثی قوی که ممکن است بارهای فقط از یک نوع را داشته باشند،اصولاًدرآزمایشات لابراتواری رخ داده ،توازن آن ها به وجود میادین مغناطیسی شدید که حول آن مایع باردارمی چرخد بستگی دارد. بعضی مواقع مشاهده شده که95%(یا99%،اینکه بخواهید چه کسی را تخت تأثیرقراردهید )ازطبیعت ازپلاسما تشکیل شده است.این نظریه دارای ویژگی دوجانبه کاملاًجالب فیزیک وتقریباً غیرممکن بودن رد کردن (یاتاییدکردن)آن است.با این حال،لازم است به وجود و عمومیت داشتن محیط پلاسما اشاره شود.در دوران اولیه جهان،همه چیز در حالت پلاسما بوده است.دردوران کنونی،ستارگان،سحابیها وحتی فضای بین ستارگان از پلاسما پرشده اند.درمنظومه شمسی نیز پلاسما به شکل بادهای خورشیدی جریان داشته و زمین نیز کاملاً توسط پلاسمایی که درمیدان مغناطیسی زمین قرارگرفته احاطه شده است. یافتن پلاسمای زمینی نیزمشکل نیست . چنین حالاتی دررعدوبرق ،لامپهای فلورسنت ،انواع آزمایشات لابراتواری ومجموعه درحال رشد فرایندهای صنعتی رخ می دهند.درحقیقت تخلیه برق (رعدو برق ) اخیراً هسته ی اصلی صنعت مونتاژوساخت مدارات ریز (میکرو)را تشکیل می دهد.سیستم های مایع وحتی جامدی که بعضی مواقع می توانند اثرات مشترک الکترومغناطیسی که دارای ویژگی پلاسما را دارند از خود بروزدهند.مثلاًجیوه مایع دارای بسیاری ازوضعیتهای دینامیکی مانند امواج آلفن( ALFVEN ) بوده که درپلاسماهای معمولی رخ می دهد. تاریخچه مختصری ازفیزیک پلاسما اگر کلبول های مختلف خون ازآن جدا شوند آنچه که باقی می ماند مایعی شفاف است که توسط دانشمندان پزشکی چک (که برگرفته از کلمه یونانی به معنای ژله یا ماده قابل شکل گیری است)پلاسما نامیده شد.جانزپورکنژ شیمیدان آمریکایی (1869-1787)برنده جایزه نوبل اولین بارازاین اصطلاح برای تشریح یک گازیونیزه شده در1927استفاده نموده،لانگمورازنحوه جابجایی یونها الکترونها توسط جریان الکتریسیته به چگونگی انتقال گلبولهای سفید وقرمز توسط پلاسما پی برد.لامگوربه همراه همکارش لویی تونکس ویژگیهای شیمیایی وفیزیکی حبابهای الکتریکی دارای المان تنگستن را برای یافتن راهی برای افزایش عمرمفید تنگستن مورد مطالعه قراردادند (که این هدفی بود که نهایتاً بدست آمده).درطی فرایند وی فرضیه (غلاف پلاسما)یعنی لایه های مرزی که بین پلاسماهای یونیزه شده وسطوح جامد تشکیل می شوند را ارايه نمود.وی همچنین دریافت که مناطق ونواحی خاصی از لوله و مجرای تخلیه پلاسما دارای تغییرات نوبه ای تراکم الکترونی بوده که امروز امواج لانگمور نامیده می شوند.این مبنا و پایه فیزیک پلاسما بود.امروز تحقیقات لانگمور مبنای تئوریک بیشترروشهای فرآوری پلاسما برای ساخت مدارات مجتمع را تشکیل میدهند.پس از لانگمور تحقیقات پلاسما به تدریج دربخشهای دیگرنیز گسترش یافت که از این میان پنج بخش اهمیت خاصی دارند. 1- توسعه و پیشرفت بخش امواج رادیویی منجر به کشف یوسفر زمین شد که لایه ای است دارای گازهای تقریباً یونیزه شده دراتمسفربالایی با قابلیت انعکاس امواج رادیویی و موید این حقیقت که اگرفرستنده بالاتراز افق قرارگیرد می تواند امواج رادیویی را منعکس نماید. متاسفانه بعضی مواقع یوسفر امواج رادیویی را جذب ومنحرف می نماید. مثلاً میدان مغناطیسی زمین باعث می شود امواج با ویژگیهای مغناطیسی پلاریزه متفاوت با سرعتهای مختلف انتشاریابند که این تاثیری است که باعث به وجود آمدن امواج سایه ای ghost signals (یعنی امواجی که قبل یا بعد از موج اصلی می رسند)می شود.جهت درک واصلاح بعضی ازنقایص درارتباطات رادیویی دانشمندان متعددی ازجمله آپلتون وبادن به طورسیستماتیک فرضیه انتشارامواج الکترومغناطیسی غیریکنواخت را ارائه نمودند. 2- دانشمندان فیزیک نجومی خیلی سریع دریافتند که بیشتر(بخش اعظم)جهان از پلاسما تشکیل شده و اینکه درک وشناخت بهترفیزیک نجومی شناخت و درک بهترفیزیک پلاسما را می طلبد. دراین زمینه یکی از پیشگامان،هانس آلفن Hannes Alfven بود که درحدود سال 1940 فرضیه هیدرودینامیک مغناطیسی یا MHD را ارائه نمود که درآن با پلاسما اساساً به عنوان یک مایع هادی برخورد می شود. از این فرضیه به شکلی گسترده و موفقیت آمیز برای بررسی لکه های خورشیدی، شعله های خورشیدی، بادهای شمسی، تشکیل ستارگان و مجموعه ای از دیگر موضوعات درفیزیک نجومی استفاده شده است. دو موضوع دارای اهمیت و توجه خاص درفرضیه MHD ارتباط مجدد مغناطیسی و فرضیه دینامو ( Dynamo ) هستند. ارتباط مجدد مغناطیسی Magnetic reconnection فرآیندی است که در آن خطوط میدان مغناطیسی ناگهان تغییر ساختارداده می توانند باعث تبدیل ناگهانی بخش اعظمی از انرژی مغناطیسی به انرژی حرارتی و شتاب و تسریع برخی از ذرات باردار به انرژی بالا شده و اغلب به عنوان مکانیزم بنیادی ورای شعله های خورشیدی شناخته می شوند. درفرضیه دینامو اینکه چگونه حرکت مایع MHD باعث افزایش تولید میدان مغناطیسی ماکروسکوپی می شود و مورد مطالعه قرار می گیرد. این فرایند مهم است چون میادین مغناطیسی خورشیدی وزمینی تقریباً سریع تحلیل خواهند رفت اگرتوسط تاثیر دینامو حفظ نشوند. میدان مغناطیسی زمین حرکت هسته مذاب ،که می توان با آن به عنوان مایع MHD با تقریبی قابل قبول برخورد نمود ، حفظ می شود. 3- تولید بمب اتمی در 1952 توجه همگان را تا اندازه زیادی به گداخت حرارتی هسته ای کنترل شده به عنوان منبع قدرت ممکنه برای آینده جلب نمود. ابتدا این تحقیق به صورت مخفیانه و مستقل توسط آمریکا ، روسیه و انگلستان صورت گرفت . با این حال در 1958 این تحقیقات علنی شده و منجر به انتشارات مقالات بسیار مهم و تاثیر گذار در اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1960 شد. اگر بخواهیم دقیق تر صحبت کنیم فیزیک پلاسمای تئوریک دراین سالها ابتدا به عنوان یک روش کاملاً مبتنی بر ریاضی ارائه شد . جای تعجب نیست که (بگوییم) فیزیکدانان گداختی بیشتر با شناخت و بررسی اینکه چگونه می توان پلاسمای هسته ای حرارتی را اکثراً توسط میدان مغناطیسی به دام انداخت و بررسی نا پایداریهای پلاسما که باعث فرار (از کنترل خارج شدن ) آن می شود سروکار دارند. 4- کشف جیمز وان آس در ارتباط با کمربند های تشعشعی اطراف زمین با استفاده از اطلاعات ارسالی توسط ماهواره اکسپلو در آمریکا در 1958 مبنای شروع بررسی سیستماتیک ماگنتو سفر به کمک ماهواره بوده و زمینه فیزیک پلاسمای فضایی باز نمود. دانشمندان علوم فضایی فرضیه به دام انداختن (کنترل) پلاسما توسط میدان مغناطیسی را از تحقیقات گداختی یعنی فرضیه امواج پلاسما از فیزیک یونسفری وایده ارتباط مجدد مغناطیسی به عنوان مکانیزمی برای آزادسازی انرژی و شتاب ذرات از فیزیک نجومی گرفتند. 5- توسعه نیرو با قدرت بالا در دهه 1960 زمینه را برای فیزیک پلاسمای لیزری باز نمود. وقتی یک طیف لیزری با قدرت بـالا بـا هـدفـی جـامـد برخورد نماید مواد سریعاً ذوب شده و در ناحیه (مرز) بین طیف و هدف پلاسما تشکیل می شود پلاسمای لیزری ویژگیهای تقریبا خاصی (مانند تراکم های خاص جامدات ) داشته که در بیشتر پلاسماهای معمولی یافت نمی شوند. یکی از کاربردهای اصلی پلاسمای لیزری در روشی است که انرژی گداختی به کار رفته و تحت عنوان گداخت حبسی داخلی شناخته می شود. در این روش از طیفهای لیزری کاملاً تمرکز یافته برای انفجار داخلی یک هدف جامد کوچک تا زمانیکه تراکم و دمای خاص گداخت هسته ای (یعنی مرکز و هسته بمب هیدروژنی ) بدست آید . کار برد جالب دیگر فیزیک پلاسمای هسته ای استفاده از میادین الکتریکی بسیار قوی برای شتاب ذرات است که زمانی تولید می شوند که موج لیزر با شدت بالا از پلاسما عبور نماید . فیزیکدانان انرژی بالا امید دارند (بتوانند )از روشهای شتاب پلاسمابری کاهش چشمگیر ابعاد و هزینه شتاب دهنده های ذرات استفاده نمایند.
  8. 1- پيش گفتار معضل دفع زباله يکي از مشکلات قرن حاضر است. هرچند اجزاء زباله ارزشمند تلقي مي شود و زباله طلاي کثيف نام گرفته است ولي جهت خلاصي از اين معضل جوامع را به راهکارهاي مختلف واداشته است. يکي از پيشرفته ترين و پرهزينه ترين روش ها روش پلاسما است. اين روش براي همه نوع پسماند مخصوصاً براي پسماندهاي ويژه نظير زباله هاي بيمارستاني بکار برده مي شود. 2- پلاسما چيست؟ پلاسما گاز ساده اي است که دستگاه تبديل کننده (converter) آن را يونيزه مي کند سپس آن يک هادي الکتريکي موثر ويک ماده نوراني مثل قوس الکتريکي توليد مي کند که منبع انرژي زيادي است که به مواد پسماندها به عنوان انرژي پرتاوي منتقل مي شود. قوس در توده پلاسما در داخل راکتور مي تواند تا 30000 درجه فارنهايت (سه برابر حرارت سطح خورشيد) بالا رود. وقتي مواد پسماند در داخل راکتور در معرض انرژي شديد انتقالي قرار مي گيرد تهييج باندهاي مولکولي پسماندها بسيار زياد مي شود به نحوي که مولکول هاي مواد پسماندها شکسته شده وبه عناصر يا اتم هاي تشکيل دهنده تبديل مي شوند. جذب اين انرژي بوسيله مواد پسماندها است که باعث تجزيه پسمانها و فروپاشي مولکول هاي پسماند مي شود. دستگاه تبديل کننده پلاسما بوسيله کامپيوتر کنترل مي شود و به آساني قابل استفاده است و در فشار نرمال جو خيلي ايمن و کامل عمل مي کند. 3- سيستم چگونه کار مي کند؟ دستگاه تبديل کننده پلاسما شامل بخش هاي زير است: - سيستم خوراک دهنده - راکتور پلاسما - جلا دادن گاز (تصفيه گاز) - مرکز کنترل کامپيوتري - سيستم برق رساني
  9. Copy Right [Hidden Content] THE MAIN CHARACTERISTICS OF THE INSTALLATION FOR DIRECT STEEL PRODUCTION WHILE USING LOW-TEMPERATURE PLASMA (IDSP-125) WITH ANNUAL STEEL OUTPUT 125000 TONNES PER YEAR SYSTEMS AND PARTS LIST IDSP-125 includes the following units, systems, and parts: - Metallurgical assembly for direct steel production - Charge materials yard - Continuous steel teeming department - Department of metal processing out of furnace - Department for repairing and testing plasma generators - Gas-supply system - Water-supply system - Power-supply system - Gas cleaning installation - Automated, control, and alarm systems - Control desk for the metallurgical set - Equipment for utilizing metallurgical slag, heat, water, and gas - Auxiliary departments - Office buildings METALLURGICAL ASSEMBLY FOR DIRECT STEEL PRODUCTION It is an independent process that operates with IDSP power-supply systems, and includes the following sets and equipment: - Plasma-metallurgical reactor - Gas-supply system for MADSP - Water-supply system for MADSP - Power-supply system for MADSP - System for charging iron ore raw material - MADSP control desk - Teeming department - Automated, control, and alarm systems - Gas cleaning PLASMA-METALLURGICAL REACTOR Means of processing iron ore raw material into the final product – steel. It includes the following assemblies and settings: - Shaft - Secondary reduction chamber - Charge material feeding - Electric-arc plasma equipment
  10. نيتروره كردن قطعات به روش پلاسما مهندسي سطح، فرايندي تحت كنترل است كه بر سطح قطعات صنعتي اعمال شده و قابليت سرويس‌دهي آنها افزايش مي‌يابد. ASM مهندسي سطح را عملياتي بر روي سطح و يا نواحي نزديك سطح تعريف كرده است. اين عمليات خواصي ممتاز در سطح ايجاد مي‌كند كه از خواص مغز ماده كاملاً متفاوت است. اين خواص با روش‌هاي متالورژيكي، مكانيكي، شيميايي و يا افزودن پوشش به سطح، قابل دست‌يابي است. نيتروژن‌دهي از جمله عمليات شيميايي است كه در دماي بالا در سطح تغييراتي ايجاد مي‌كند و به آن عمليات ترموشيميايي مي‌گويند. عمليات ترموشيميايي فولادها، اشباع قشر سطحي فولاد از عنصري معين است. نفوذ اين عنصر از يك محيط خارجي به داخل قطعه‌اي كه در دماي بالا گرم شده است انجام مي‌گيرد. نيتروژن‌دهي، به دو شاخه اصلي قابل تقسيم است: 1. روش‌هاي سنتي1 كه شامل سختكاري سطحي در محيط جامد، مايع و يا گازي براي انتقال جرم است. 2. روش‌هاي وابسته به پلاسما پلاسما، حالتي از ماده است كه پس از جامد، مايع و گاز مي‌توان آن را حالت چهارم ماده دانست. پلاسما از اجزاي باردار يعني يون‌ها و الكترون‌ها تشكيل شده است. حالت پلاسما را مي‌توان با گرم كردن گاز تا دماي چند صد هزار درجه ايجاد كرد. همچنين با به‌كار بردن الكتريسيته هم مي‌توان حالت پلاسما را براحتي با استفاده از تخليه نوراني ايجاد كرد. فرايند نيتروژن‌دهي پلاسمايي در نيتروژن‌دهي پلاسمايي صفحه نگهدارنده قطعات كه كاتد ناميده مي‌شود، به قطب منفي متصل مي‌شود و محفظه كه آند ناميده مي‌شود، به قطب مثبت متصل مي‌شود و پتانسيل آن برابر زمين است. محفظه خلاء مي‌شود و زماني كه گاز با تركيب مناسب و فشار كافي وارد محفظه شد (1 تا 10 تور) ولتاژ بين 500 تا 1000 ولت اعمال مي‌شود. گاز تهيج شده، يونيزه مي‌شود. در اين حالت، هاله‌اي نوراني2 اطراف قطعه را فرا مي‌گيرد. به همين علت، به اين فرايند نيتروژن‌دهي به‌وسيله تخليه نوراني نيز گفته مي‌شود. يون‌هاي مثبت نيتروژن كه درون هاله پلاسما ايجاد مي‌شوند، جذب قطعاتي مي‌شوند كه به كاتد متصل بوده و داراي پتانسيل منفي هستند. برخورد يون‌هاي نيتروژن به سطح قطعه باعث افزايش دماي قطعه تا دماي فرايند حدود 400 تا 500 درجه سانتي‌گراد و ايجاد شرايط لازم براي نفوذ مي‌شود. اسامي مختلفي براي نيتروژن‌دهي پلاسمايي ذكر شده است كه عبارتند از: 1. Plasma Nitriding 2. Glow Discharge Nitriding 3. Ion Nitriding اساس دستگاه نيتروژن‌دهي پلاسمايي شامل: 1. محفظه خلاء 2. منبع تغذيه 3. سيستم گاز شامل صفحه تركيب گاز و تجهيزات كنترل جريان گاز است براي اطمينان از عايق بودن قطعه‌كار از محفظه خلاء فيكسچرهاي خاصي به‌كار برده مي‌شود. براي كاهش زمان فرايند تجهيزات گرم‌كننده و خنك‌كننده اضافي هم به سيستم اضافه مي‌شود. سيستم كنترل در دستگاه نيتروژن‌دهي پلاسمايي پيچيده است و در دستگاه‌هاي مختلف، متفاوت است و از ريزپردازنده‌هاي خاص براي نمايش شرايط فرايند استفاده مي‌شود. اين عوامل، شامل دماي گاز، دماي جداره محفظه، فشار داخل محفظه، ولتاژ و جريان تخليه نوراني، ولتاژ و جريان گرم‌كننده‌هاي كمكي و تركيب گاز است. از ريزپردازنده‌ها براي توالي شروع به كار و توقف سوپاپ‌ها و موتورهايي كه روي ورودي و خروجي سيستم تأثير مي‌گذارند، استفاده مي‌شود. شمايي از دستگاه نيتروژن‌دهي پلاسمايي را در شكل 1 مشاهده مي‌كنيد. محفظه، براي تأمين خلاء طراحي شده و در اكثر مواقع داراي ديواره‌اي است دوجداره كه توسط آب خنك مي‌شود. محفظه مي‌تواند عمودي و يا افقي قرار بگيرد. بر روي جداره، منافذي براي مشاهده فرايند نيتروژن دهي در نظر گرفته مي‌شود. اين منافذ براي اطمينان در صحت انتخاب پارامترهاي فرايند ضروري است. از منابع تغذيه متفاوت نظير: DC، پالس DC و RF مي‌توان استفاده كرد. البته منبع تغذيه DC متداول‌ترين آنهاست. در بعضي موارد، بر اثر افزايش زياد ولتاژ و جريان، شاهد پديده قوس خواهيم بود. لذا سيستم Arc Detection به منظور كاهش ناگهاني ولتاژ در زمان پديد آمدن قوس، طراحي شده است تا جريان را كاهش دهد. زماني كه احتمال بروز قوس وجود داشته باشد، براي جلوگيري از آسيب ديدن قطعات خروجي منبع تغذيه قطع مي‌شود. اين عمل، با قرار دادن يك چك و SCRا3 در مسير، امكان‌پذير است. انرژي منبع تغذيه متناسب با ابعاد بار و حجم كوره، تنظيم مي‌شود. گازهايي كه براي نيتروژن‌دهي پلاسمايي مورد استفاده قرار مي‌گيرند، عبارتند از: نيتروژن، هيدروژن و گاهي متان. مكانيزم ايجاد اتمسفري با تركيب شيميايي مشخص، مي‌تواند با تزريق انواع گازها از درون يك روزنه با فشار ثابت و زمان‌هاي مختلف يا سيستم كنترل سيلان جرم4 انجام مي‌شود. فرايند نيتروژن‌دهي پلاسمايي در فشار بين 1 تا 10 تور انجام مي‌شود. كنترل در دو مرحله صورت مي‌گيرد: ابتدا به كمك سوپاپ سوزني موتوري در مدخل ورودي مخزن كه با صفحه اختلاط گاز سري است و سيلان گاز را تا رسيدن به فشار كاري كنترل مي‌كند و ديگري با تنظيم شير پمپ خلاء و كنترل قدرت مكش آن. افزايش دماي قطعات درون كوره پلاسما، به سه روش انجام مي‌شود: جريان‌هاي همرفتي، تابش و حرارت مستقيم با كمك پلاسما. افزايش فشار باعث مي‌شود تا ضخامت هاله پلاسما كاهش يابد. از اين پديده در صنعت استفاده مي‌شود و با تغيير فشار و نازك و ضخيم كردن هاله، سوراخ‌ها را به‌طور انتخابي نيتروژن‌دهي مي‌كنند. در صورتي كه ضخامت هاله در حد بحراني باشد، هاله كاتدي مربوط به دو سطح حفره بر روي هم همپوشاني مي‌كنند و چگالي جريان به‌طور موضعي بالا مي‌رود. به اين پديده Hallow Cathod گفته مي شود. دو مشخصه ويژه پلاسما كه باعث شده مورد توجه صنعت قرار بگيرد، دما و چگالي انرژي بالاي پلاسماست. همچنين، پلاسما با توليد گونه‌هاي فعال خاص باعث مي‌شود تا واكنش‌هاي شيميايي و تغييرات فيزيكي در سطح رخ دهد كه با روش‌هاي ديگر غيرممكن است. اين گونه‌هاي فعال، مي‌تواند شامل فوتون‌هاي فرابنفش و قابل رؤيت، ذرات باردار، شامل الكترون، يون و راديكال‌هاي آزاد، اتم‌هاي فعال و يا حالت‌هاي برانگيخته باشد. پلاسما به علت همراه داشتن همزمان جنبه‌هاي اقتصادي و فني، مورد توجه صنعت است. محصولات پلاسما كمترين آلودگي و ضايعات را دارند. در 1989 حدود 1300 تا 1600 دستگاه نيتروژن‌دهي به روش پلاسما در سراسر دنيا وجود داشت. اين امر نشان مي‌دهد كه مراحل رشد اين فرايند در مسير كلاسه شدن خود قرار گرفته است. اين دستگاه‌ها شامل نمونه‌هاي ساده آزمايشگاهي تا صنعتي هستند. يكي از علل گسترش سريع اين روش، طيف وسيع انواع مواردي است كه مي‌توانند با اين روش عمليات شوند. كيفيت قطعات پس از نيتروژن‌دهي پلاسمايي با روش‌هاي نويني مانند CVD و كاشت يوني قابل رقابت است. مزاياي نيتروژن‌دهي پلاسمايي 1. با كنترل پارامترهاي فرايند، امكان كنترل فازهاي تشكيل شده در سطح وجود دارد 2. نيتروژن‌دهي در دماهاي پايين، امكان‌پذير است. اين امر به ميزان بسيار زيادي از اعوجاج قطعات مي‌كاهد 3. لايه تشكيل شده منعطف‌تر است. بنابراين، چقرمگي شكست قطعه‌كار افزايش مي‌يابد 4. به‌سادگي مي‌توان سطوحي از قطعه را كه نبايد نيتروژن‌دهي شود پوشاند 5. اين روش هيچ ضرري براي محيط‌زيست ندارد 6. لايه تركيبي در نيتروژن‌دهي پلاسمايي به مراتب نازك‌تر از لايه تشكيل شده در نيتروژن‌دهي گازي است كه علت آن حذف مواد بر اثر كند و پاشش است 7. كاهش زمان فرايند 8 . قابليت حذف مرحله سنگ‌زني در پايان عمليات 9. قابليت ايجاد لايه‌هاي سخت شده با عمق يكنواخت در قطعات داراي هندسه پيچيده 10. كاهش مصرف گاز 11. اقتصادي بودن اين روش 12. سختي بالاي سطوح 13. مقاومت خوب در برابر سايش 14. حفظ سختي سطح تا دماهاي 600 تا 675 درجه سانتي‌گراد 15. مقاومت در برابر خوردگي، بويژه در‌ آب و بخار آب 16. عدم نياز به ديگر عمليات حرارتي 17. تميز و درخشان بودن سطح قطعه پس از عمليات 18. مقاومت خوب در برابر خستگي معايب نيتروژن‌دهي پلاسمايي 1. فولادهاي نيتروژن‌دهي، فولادهايي مخصوص بوده و گران هستند 2. قبل از نيتروژن‌دهي، عموماً بايد عمليات حرارتي مخصوصي براي ريز كردن دانه‌هاي فولاد, انجام گيرد 3. ضخامت قشر نيتروژن‌دهي شده بسيار نازك است و از حدود 3/0 ميلي‌متر تجاوز نمي‌كند 4. نياز به نيروي متخصص و ماهر براي اجراي فرايند 5. عدم قابليت تكرارپذيري براي قطعات بزرگ 6 . مشكل ايجاد دماي يكنواخت در تمامي نواحي قطعه 7. حرارت ديدن بيش از حد قطعات 8 . آسيب ديدن سطح به علت بروز قوس 9. رخ دادن پديده Hallow Cathod 10. مشكل بودن نيتروژن‌دهي قطعاتي با شكل و اندازه‌هاي متفاوت 11. پيچيده بودن نسبي دستگاه عمليات حرارتي 12. نياز به تميز كردن و گريس‌زدايي قبل از عمليات حرارتي 13. هزينه نسبتاً بالاي سرمايه‌گذاري كاربردهاي روش نيتروژن‌دهي پلاسمايي امكان بيان جزئيات موارد كاربرد نيتروژن‌دهي پلاسمايي، وجود ندارد. موارد مرسوم استفاده از نيتروژن‌دهي پلاسمايي در صنعت عبارتند از: 1.ابزارها مانند قالب فورج، اكستروژن، قالب‌هاي ريخته‌گري تحت فشار آلومينيم و ريل و بازوهاي هيدروليك 2. ماشين‌هاي صنعتي، ميله‌ها، پيستون، شفت، قلاويز و... 3. صنايع خودروسازي، ميل‌لنگ، سوپاپ، دنده‌هاي گيربكس، شفت، دنده‌هاي پمپ روغن، ميل بادامك، سرسيلندر و... شكل 2: نمونه‌اي از قطعات نيترون‌دهي به روش پلاسمايي پانوشت‌ها: 1. Conventional 2. Glow Discharge 3. Silicon – Controlled Rectifier 4. Mass Flow Control منابع : 1. J.R. Davis, "Surface engineering for corrosion and wear resistance", ASM & IOM communications, first printing March 2001. 2. مهدي طاهري، اصول عمليات حرارتي فولادها، 1377. 3. ASM handbook, heat treatment, ion nitriding. 4. J. Reece Roth, "Industrial plasms engineering", department of electrical and computer engineering university of Tennessee, Knoxville, Volume 1: principles. 5. Arnold H. Deutchman & Robert J. Partyka, Clifford Lewis, "ION nitriding and nitrogen ION implantation process characteristics and comprison", conference of ION nitriding and ION carburizing, 1989, PP 67-74.
  11. علاوه بر جامد، مايع، گاز و پلاسما حالت پنجم ماده چگالش بوز انيشتين است كه به اثرات كوانتومي اين دسته مواد مربوط است. در اين حالت ماده فاقد چسبندگي، كشش سطحي است و مي خواهد خود را در حداكثر سطح بگستراند و از ديواره هاي ظرف خود بالا مي رود؛. ظاهري شبيه مايع دارد و لي كاملاً مانند كاز ايده آل عمل مي كند و اگر آن را به حركت در آوريم تا ابد به حركت خود ادامه مي دهد! هليم ۴ در دماهاي بسيار پايين نمونه اي از آن است. اتم های انزواطلب (حالت ششم ماده!) محققان ناسا حالت جديدي از ماده را كشف كردند كه حالت چگاليده فرميوني نام دارد. طي مدت زمان طولاني ماده را به سه حالت مي شناختند كه عبارت بودند از جامد، مايع و گاز. اما امروز مي دانيم كه اين سه حالت تنها نيمي از حالت هاي شناخته شده هستند و حداقل شش حالت براي ماده وجود دارد. اين شش حالت عبارتند از جامد، مايع، گاز، پلاسما، حالت چگاليده، بوز - اينشتين و حالت چگاليده فرميوني. دكتر جين دبورا (Jin Deborah) سرپرست گروه دانشمنداني كه چگالش فرميوني را كشف كردند، درباره يافته هاي جديد مي گويد: دسامبر سال گذشته، زماني كه حالت جديد را كشف كرديم براي ما اوقات هيجان انگيزي بود گروه ما هم به خاطر هيجان ناشي از پيشرفت هاي چشمگير و هم به خاطر رقابت فشرده براي كشف حالت جديد، بسيار سخت كار مي كرد تا اين كه نتيجه دلخواه به دست آمد. اگر از دانش آموزان دوره دبيرستان خواص معمولي مواد را بپرسيد، در پاسخ مي گويند جامد ها شكل ثابتي دارند و از نظر فيزيكي سخت هستند اما قابليت خرد شدن را هم دارند. مايعات به آساني جريان مي يابند اما متراكم كردن آنها بسيار سخت است ودر هر ظرفي قرار بگيرند شكل آن ظرف را به خود مي گيرند. گاز ها كمترين چگالي را در مقايسه با ساير حالات دارند و به آساني متراكم مي شوند. گاز ها نه تنها در هر ظرفي قرار بگيرند شكل ظرفي را به خود مي گيرند، بلكه در تمام حجم ظرف پراكنده مي شوند و تمام فضاي ظرف را اشغال مي كنند.» چهارمين شكل ماده پلاسماست. اين حالت تقريباً گاز مانند است اما اتم هاي سازنده پلاسما به الكترون ها و يون ها شكافته شده اند. خورشيد نمونه اي از حالت پلاسما است. در واقع بيشتر ماده جهان به شكل پلاسما است. پلاسما ها معمولاً بسيار داغ هستند از اين رو نمي توان پلاسما را توليد و در ظرف هاي معمولي نگهداري كرد. پلاسما را با استفاده از ميدان مغناطيسي مي توان در يك محدوده از فضا حبس كرد. پنجمين شكل ماده، حالت چگاليده بوز - اينشتين است كه در سال ۱۹۹۵ كشف شد. اين حالت از ماده زماني پديد آمد كه دانشمندان موفق شدند بوزون ها را تا دمايي بسيار پايين سرد كنند. در دماهاي بسيار پايين، بوزون ها به صورت سوپر ذرات منفردي درمي آيند كه بيشتر از آنكه ذره مادي باشند موج مانند به نظر مي رسند. اين حالت از ماده بسيار شكننده است و نور به آهستگي از ميان آن عبور مي كند. پس از چند سال از كشف حالت چگاليده بوز - اينشتين، اينك حالت چگاليده فرميوني هم به حالت هاي قبلي اضافه شده است. اين شكل از ماده چنان بديع است كه هنوز اغلب خواص آن ناشناخته است. اما آنچه كه مسلم است اين حالت هم در دماي بسيار پايين قابل دسترسي است. دكتر جين و همكارانش براي دستيابي به اين حالت جديد، تعداد ۵۰۰ هزار اتم پتاسيم با عدد جرمي ۴۰ را تا دمايي كمتر از يك ميليونيوم كلوين سرد كردند. اين دما بسيار نزديك به صفر مطلق است. در اين حالت اتم هاي پتاسيم بدون آن كه چسبندگي ميان آنها وجود داشته باشد، به صورت مايع جريان يافتند. پايين تر ازاين دما چه اتفاقي مي افتد؟ جواب اين سئوال را كسي نمي داند. دانشمندان در حال حاضر براي يافتن پاسخ اين سئوال به تحقيق مشغول هستند. حالت چگاليده فرميوني تا حدي شبيه چگالش بوز - اينشتين است. هر دو حالت از اتم هايي تشكيل شده اند كه اين اتم ها در دماي پايين به هم مي پيوندند و جسم واحدي را تشكيل مي دهند. در چگالش بوز - اينشتين اتم ها از نوع بوزون هستند در حالي كه در چگالش فرميوني اتم ها فرميون هستند. تفاوت ميان بوزون ها و فرميون ها چيست؟ رفتار بوزون ها به گونه اي است كه تمايل دارند با هم پيوند برقرار كنند و به هم متصل شوند. يك اتم در صورتي كه حاصل جمع تعداد الكترون، پروتون و نوترون هايش زوج باشد، بوزون است. به عنوان مثال اتم هاي سديم بوزون هستند زيرا اتم هاي سديم در حالت عادي يازده الكترون، يازده پروتون و دوازه نوترون دارند كه حاصل جمع آنها عدد زوج ۳۴ مي شود. بنابراين اتم هاي سديم اين قابليت را دارند كه در دماهاي پايين به هم متصل شوند و حالت چگاليده بوز - اينشتين را پديد آورند اما از طرف ديگر فرميون ها منزوي هستند. اين ذرات طبق اصل طرد پائولي هنگامي كه در يك حالت كوانتومي قرار مي گيرند همديگر را دفع مي كنند و اگر ذره اي در يك حالت كوانتومي خاص قرار گيرد مانع از آن مي شود كه ذره ديگري هم بتواند به آن حالت دسترسي يابد. هر اتم كه حاصل جمع تعداد الكترون، پروتون و نوترون هايش فرد باشد، فرميون است. به عنوان مثال، اتم هاي پتاسيم با عدد جرمي ۴۰ فرميون هستند زيرا داراي ۱۹ الكترون، ۱۹ پروتون و ۲۱ نوترون هستند و حاصل جمع اين سه عدد برابر ۵۹ مي شود. دكتر جين و همكارانش بر پايه همين خاصيت انزوا طلبي فرميون ها روشي را پيش گرفتند و از ميدان هاي مغناطيسي كنترل شونده اي براي انجام آزمايش ها استفاده كردند. ميدان مغناطيسي باعث مي شود كه اتم هاي منفرد با هم جفت شوند و ميزان جفت شدگي اتم ها در اين حالت با تغيير ميدان مغناطيسي قابل كنترل است. انتظار مي رفت كه اتم هاي جفت شده پتاسيم خواص همانند بوزون ها داشته باشند اما آزمايش ها نشان دادند كه در بعضي از اتم ها كه ميزان جفت شدگي ضعيف بود هنوز بعضي از خواص فرميوني خود را از دست نداده بودند. در اين حالت يك جفت از اتم هاي جفت شده مي تواند به جفت ديگري متصل شود و اين جفت شدگي به همين ترتيب ادامه يابد تا اينكه سرانجام باعث تشكيل حالت چگاليده فرميوني شود. دكتر جين شك داشت كه جفت شدگي اتم هاي مشاهده شده همانند جفت شدگي اتم هاي هليوم مايع باشد كه به آن ابرشارگي مي گويند. ابرشاره ها نيز بدون آنكه خاصيت چسبندگي ميان آنها باشد به راحتي جريان مي يابند. وضعيت مشابه ديگر، حالت ابررسانايي است. در يك ابررسان الكترون هاي جفت شده (الكترون ها فرميون هستند) بدون آن كه با مقاومت الكتريكي مواجه شوند به راحتي جريان مي يابند. علاقه وافري به ابررساناها وجود دارد زيرا از آنها براي توليد الكتريسيته پاك و ارزان مي توان استفاده كرد. در صورتي كه استفاده از ابر رساناها در تكنولوژي ميسر شود، قطار هاي برقي سريع السير و كامپيوترهاي فوق سريع با قيمتي پايين روانه بازار خواهد شد. اما متأسّفانه استفاده از ابررساناها یا حتي تحقيق درباره آن ها دشوار است. بزرگ ترين مشكل اين است كه حداقل دمايي كه لازم است تا يك ابررسانا ايجاد شود. ۱۳۵ - درجه سلسيوس است. بنابراين نيتروژن مايع يا دستگاه سردكننده ديگري لازم است تا سيم هاي رابط و هر وسيله جانبي ديگري كه الكترون هاي جفت شده در آن محيط قرار مي گيرند را سرد نگه دارد. اين فرآيند هزينه زيادي مي خواهد و به دستگاه هاي پرحجمي نياز دارد. اما اگر ابر رسانايي بر دماي اتاق برقرار شود، كار كردن با آن فوق العاده راحت مي شود و استفاده از آن به خاطر مزيت هاي ياد شده سريعاً افزايش مي يابد. دكتر جين مي گويد: كنترل ميزان جفت شدگي اتم ها با استفاده از تغيير ميدان مغناطيسي، همانند تغيير دما براي يك ابررساناست. اين روند ما را اميدوار مي كند كه بتوانيم آموخته هاي خود از چگالش فرميوني را به ديگر زمينه ها از جمله ابررسانايي در دماي اتاق تسريع دهيم. ناسا كاربرد هاي زيادي را براي ابررسانه ها در نظر گرفته است. به عنوان مثال استفاده از ابر رساناها باعث خواهد شد كه مدار ماهواره هاي چرخنده به دور زمين با دقت بسيار بالايي كنترل شوند. خاصيت اصلي ابررسانا ها به دليل نداشتن مقاومت الكتريكي، امكان انتقال جريان الكتريكي بزرگي در حجم كوچكي از ابررسانا است. به همين خاطر اگر به جاي سيم هاي مسي از ابررساناها استفاده شود، موتور هاي فضاپيما ها تا ۶ برابر نسبت به موتورهاي فعلي كوچك تر و سبك تر خواهند شد و باعث مي شود كه وزن و هزينه ارسال فضاپيما بسيار كاهش يابد. از ديگر زمينه هايي كه ابررساناها مي توانند نقشي اساسي در آنها بازي کنند مي توان كاوش هاي بعدي انسان از فضا را نام برد. ابررساناها بهترين گزينه براي توليد و انتقال بسيار كارآمد انرژي الكتريكي هستند و طي شب هاي طولاني ماه كه دما تا ۱۷3- درجه سانتي گراد پايين مي آيد و طي ماه هاي ژانويه تا مارس دستگاه هاي MRI ساخته شده از سيم هاي ابررسانا، ابزار تشخيصي دقيق و توانمندي در خدمت سلامت خدمه فضاپيماها خواهد بود.»
×
×
  • جدید...