مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود

عنوان تحقیق: مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLSو بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود

فرمت فایل: word

تعداد صفحات: 99

شزح مختصر:

امروزه سرعت بیشتر و کیفیت سرویس بهتر مهمترین چالش های دنیای شبکه می باشند. تلاشهای زیادی که در این راستا در حال انجام می باشد، منجر به ارائه فنآوری ها، پروتکل ها و روشهای مختلف مهندسی ترافیک شده است. در این پایان نامه بعد از بررسی آنها به معرفی MPLS که به عنوان یک فنآوری نوین توسط گروه IETF ارائه شده است، خواهیم پرداخت. سپس به بررسی انواع ساختار سوئیچ های شبکه خواهیم پرداخت و قسمتهای مختلف تشکیل دهنده یک سوئیچMPLS را تغیین خواهیم کرد. سرانجام با نگاهی به روشهای طراحی و شبیه سازی و نرم افزارهای موجود آن، با انتخاب زبان شبیه سازی SMPL، به شبیه سازی قسمتهای مختلف سوئیچ و بررسی نتایج حاصل می پردازیم. همچنین یک الگوریتم زمانبندی جدید برای فابریک سوئیچ های متقاطع با عنوان iSLIP اولویت دار بهینه معرفی شده است که نسبت به انواع قبلی دارای کارآیی بسیار بهتری می باشد.

فهرست مطالب

فصل اول: کیفیت سرویس و فنآوری های شبکه 1

1-1- مقدمه 1

1-2- کیفیت سرویس در اینترنت 1

1-2-1- پروتکل رزور منابع در اینترنت 3

1-2-2- سرویس های متمایز 4

1-2-3- مهندسی ترافیک 6

1-2-4- سوئیچنگ برحسب چندین پروتکل 9

1-3- مجتمع سازی IP وATM 9

1-3-1- مسیریابی در IP 12

1-3-2- سوئیچینگ 13

1-3-3- ترکیب مسیریابی و سوئیچینگ 14

1-3-4- MPLS 20

فصل دوم: فنآوریMPLS 23

2-1- مقدمه 23

2-2- اساس کار MPLS 24

2-2-1- پشته برچسب 26

2-2-2- جابجایی برچسب 27

2-2-3- مسیر سوئیچ برچسب (LSR)27

2-2-4- کنترل LSP 29

2-2-5- مجتمع سازی ترافیک 30

2-2-6- انتخاب مسیر 30

2-2-7- زمان زندگی (TTL)31

2-2-8- استفاده از سوئیچ های ATM به عنوان LSR 32

2-2-9- ادغام برچسب 32

2-2-10- تونل 33

2-3- پروتکل های توزیع برچسب در MPLS 34

فصل سوم: ساختار سوئیچ های شبکه35

3-1- مقدمه 35

3-2- ساختار کلی سوئیچ های شبکه 35

3-3- کارت خط 40

3-4- فابریک سوئیچ 42

3-4-1- فابریک سوئیچ با واسطه مشترک 43

3-4-2 فابریک سوئیچ با حافظه مشترک 44

3-4-3- فابریک سوئیچ متقاطع 45

فصل چهارم: مدلسازی و شبیه‌سازی یک سوئیچ MPLS 50

4-1- مقدمه 50

4-2- روشهای طراحی سیستمهای تک منظوره 50

4-3- مراحل طراحی سیستمهای تک منظوره 52

4-3-1- مشخصه سیستم 53

4-3-2- تایید صحت 53

4-3-3- سنتز 54

4-4 – زبانهای شبیه سازی 54

4-5- زبان شبیه سازی SMPL 56

4-5-1- آماده سازی اولیه مدل 58

4-5-2 تعریف و کنترل وسیله 58

4-5-3 – زمانبندی و ایجاد رخدادها60

4-6- مدلهای ترافیکی 61

4-6-1- ترافیک برنولی یکنواخت 62

4-6-2- ترافیک زنجیره ای 62

4-6-3- ترافیک آماری 63

4-7- مدلسازی کارت خط در ورودی 64

عنوان صفحه

4-8- مدلسازی فابریک سوئیچ 66

4-8-1- الگوریتم iSLIP 66

4-8-2- الگوریتم iSLIP اولویت دار71

4-8-3- الگوریتم iSLIP اولویت دار بهینه 76

4-9- مدلسازی کارت خط در خروجی 79

4-9-1 – الگوریتم WRR 80

4-9-2- الگوریتم DWRR 81

4-10- شبیه سازی کل سوئیچ 82

4-11- کنترل جریان 90

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات 93

5-1- مقدمه 93

5-2- نتیجه گیری 93

5-3- پیشنهادات 94

مراجع ......

مطالعه پارامتر های موثر در سنتز نانو ذرات نقره به روش میکروامولسیون معکوس word

 کلمات کلیدی: امولسیون معکوس، اندازه متوسط ذرات، مدلسازی، مورفولوژی، نانو ذرات نقره.

 فهرست مطالب

عنوان	صفحه
فصل اول: مقدمه	1
1-1- فلز نقره	2
1-1-1- خواص فیزیکی و شیمیایی نقره	2
1-1-2 –منابع و ترکیبات مهم نقره	3
1-1-3- کاربرد های نانو ذرات نقره	4
1-1-4- ترکیبات رایج در نانو ذرات نقره	4
1-2- نانو ذرات و روش های سنتز	6
1-3- فرایند ترسیب	10
1-3-1-هسته سازی	12
1-3-2-رشد	15
1-4- ترسیب در میکرو امولسیون ها	17
1-4-1- مواد فعال سطحی	18
1-4-2 –اندیس HLB	22
1-4-3 – سنتز نانو ذرات در میکرو امولسیون ها	22
1-4-4 – روش تک امولسیونی و دو امولسیونی	27
2- فصل دوم: پیشینه تحقیق	29
2-1-اهداف	34
3- فصل سوم: مطالعات آزمایشگاهی	36
3-1-تجهیزات و مواد لازم	37
3-2- روش آزمایش	38
3-3- روش دو امولسیونی	40
3-4- آنالیز نانو ذرات نقره تولیدی	42
3-4-1-دستگاه پراکندگی نور دینامیکی	42
3-4-2-آنالیز تفرق اشعه X	43
3-4-3-آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی	44
3-4-4-آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری	45
3-4-5-آنالیز طیف‌بینی فوتوالکترون اشعه ایکس	47
3-4-6-آنالیز اسپکتروفتومتری UV-Vis	48
4- فصل چهارم: مدل سازی	50
4-1-واکنش شیمیایی	53
4-2-هسته سازی	54
4-3-رشد	55
4-4-موازنه جرم	57
4-5-بهینه سازی پارامتر های کینتیکی	59
5- فصل پنجم: نتایج و بحث	60
5-1- الگوی XRD نانو ذرات سنتز شده	61
5-2-اثر مواد فعال سطحی بر مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات	62
5-2-1-آنالیز اسپکتروفتومتری UV-Vis نمونه های سنتز شده	65
5-2-2-عکس های TEM نمونه های سنتز شده	66
5-2-3-عکس های SEM نمونه های سنتز شده	71
5-3-اثر مواد افزودنی بر مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات	72
5-3-1-عکس های TEM نمونه های سنتز شده در حضور مواد افزودنی	74
5-3-2-عکس های SEM نمونه های سنتز شده	78
5-4-نتایج مدلسازی 5-4-1-اثر غلظت هیدرازین بر روی اندازه متوسط ذرات	79
5-4-1-اثر غلظت نیترات نقره بر روی اندازه متوسط ذرات	79
5-4-2-پارامتر های بهینه مدل	80
5-5-نتیجه گیری	83
5-6-پیشنهادات	84
مراجع	86
پیوست 1: نتایج آنالیز اسپکتوفتومتری UV-Vis	95
پیوست 2: نتایج آنالیز XRD	100

فهرست جداول

شماره و عنوان	صفحه
جدول 1-1: برخی خواص فیزیکی و شیمیایی مربوط به نقره خالص (Lide, 1994)	2
جدول 1-2: روش های مختلف تولید نانو ذرات با روش پایین به بالا	8
جدول 1-3: برخی از مهمترین مواد فعال سطحی (Osseo Asare, 1999)	21
جدول 1-4: خواص فیزیکی میسل ها، میکرو و ماکرو امولسیون ها (Adityawarman, 2007)	23
جدول 1-5: کاربرد میکروامولسیون ها در سنتز نانو ذرات	28
جدول 2-1: روش های مختلف سنتز نانو ذرات نقره (Zhang, 2007)	30
جدول 2-2: اثر نسبت مولی آب به ماده فعال سطحی (W) بر روی قطر قطرات کروی آب	32
جدول3-1: مواد مورد استفاده در آزمایش سنتز نانو ذرات نقره جدول3-1- مواد مورد استفاده در آزمایش سنتز نانو ذرات نقره	37
جدول 3-2: وسایل مورد استفاده در آزمایش سنتز نانو ذرات نقره	37
جدول 3-3: ترکیب میکرو امولسیون ها مختلف به منظور بررسی اثر مواد فعال سطحی در سنتز نانو ذرات نقره.	41
جدول 3-4: مواد افزودنی استفاده شده در سنتز نانو ذرات نقره.	41
جدول 4-1: مقادیر ارائه شد برای پارامتر توسط سایر محققان	55
جدول 5-1: ترکیب میکرو امولسیون ها مختلف به منظور بررسی اثر مواد فعال سطحی در سنتز نانو ذرات نقره	62
جدول 5-2: مواد افزودنی استفاده شده در سنتز نانو ذرات نقره	73
جدول 5-3: اثر غلظت نیترات نقره بر روی اندازه نانو ذرات نقره در حالت استفاده با ترکیب SDS	80
جدول 5-4: بهینه پارامتر های سینتیکی تولید نانو ذرات نقره	81
جدول 5-5: اندازه ذرات متوسط ذرات، پیک جذبی آنالیز UV-vis و عدد HLB آزمایش های سنتز نانو ذرات نقره	83
جدول 5-6: اندازه ذرات متوسط، پیک جذبی آنالیز UV-vis در حضور مواد افزودنی	84

فهرست شکل ها

شماره و عنوان	صفحه
شکل 1-1: آنالیز نمک های مورد استفاده در سنتز نانو ذرات نقره (Tolaymat et al., 2010)	5
شکل 1-2: آنالیز حلال های استفاده شده در سنتز نانو ذرات نقره (Tolaymat et al., 2010)	5
شکل 1-3: روند کاهش دمای ذوب فلز طلا با تغییر اندازه ذرات (Castro et al., 1990)	7
شکل 1-4: دو روش کلی سنتز نانو ذرات (Adityawarman, 2007)	7
شکل 1-5: فرایند های اولیه و ثانویه در روش ترسیب (Adityawarman, 2007)	12
شکل 1-6: تغییرات انرژی آزاد گیبس هسته با شعاع آن در فرایند هسته سازی (Mullin, 2004)	14
شکل 1-7: اثر فوق اشباعیت بر هسته سازی، رشد و اندازه متوسط ذرات (Nyvlt et al., 1985)	17
شکل 1-8: نمایی شماتیک از یک ملکول ماده فعال سطحی (Malmsten, 2002)	18
شکل 1-9: نحوه قرار گیری ملکول های ماده فعال سطحی در محیط حاوی آب و ترکیب آلی مایع (Malmsten, 2002)	19
شکل 1-10: انواع مختلف مواد فعال سطحی بر اساس سر قطبی آنها (Malmsten, 2002)	19
شکل 1-11: نمایی شماتیک از یک میسل کروی (Malmsten, 2002)	20
شکل 1-12: شماتیک رفتار فازی سیستم سه تایی آب/روغن/ماده فعال سطحی (Moulik and Paul, 1998)	23
شکل 1-13: مراحل انجام واکنش به روش دو میکرو امولسیونی (Adityawarman, 2007)	25
شکل 1-14: تغییرات غلظت واکنش دهنده طی فرایند ترسیب در میکروامولسیون و ترسیب معمولی (Schmidt, 2000).	26
شکل 1-15: شماتیک فرایند تولید a) دو امولسیونی و b) تک میکروامولسیونی (Adityawarman, 2007).	27
شکل 2-1: اثر نسبت مولی آب به ماده فعال سطحی (W) بر روی اندازه متوسط ذرات نقره تولیدی (Petit et al., 1993)	32
شکل 2-2: اثر غلظت نیترات نقره بر روی اندازه متوسط ذرات نقره تولیدی (Zheng et al., 1993)	34
شکل 3-1: نمایی از دستگاه سنتز نانو ذرات نقره	38
شکل 3-2: دستگاه تفرق دینامیک نور.	42
شکل 3-3: تصویری از یک میکروسکوپ SEM.	44
شکل 3-4: بخش های مهم ستون میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری.	46
شکل 3-5: نمای دستگاه طیف نگاری فوتوالکترونی اشعه ایکس	48
شکل 4-1: شماتیک مکانیزم های فرایند ترسیب امولسیونی	52
شکل 4-2: توزیع Poisson برای γ برابر 5/3	54
شکل 5-1: الگوی XRD نانو ذرات نقره تولیدی با روش تک امولسیونی (a)، الگوی XRD استاندارد فلز نقره (b)	61
شکل 5-2: قطرات پراکنده شده فاز آبی در سیکلوهگزان با استفاده از ترکیب Span 80	63
شکل 5-3: محصول واکنش میکروامولسیون سیکلو هگزان (ml)150، ماده فعال سطحی CTAB ( g1) و محلول نیترات نقره 1 مولار	64
شکل 5-4: نمونه نانو ذرات سنتز شده با استفاده از مواد فعال سطحی متفاوت	64
شکل 5-5: آنالیز اسپکتوفتومتری UV-vis نمونه های نانو ذرات نقره با استفاده از مواد فعال سطحی مختلف	66
شکل 5-6: آنالیز TEM نانو ذرات نقره سنتز شده در حالت استفاده از ماده فعال سطحی SDS.	67
شکل 5-7: آنالیز TEM نانو ذرات نقره در حالت استفاده از ماده فعال سطحی Span 80.	68
شکل 5-8: آنالیز TEM نانو ذرات نقره در حالت استفاده از ترکیب مواد فعال سطحی Span 80-SDS.	69
شکل 5-9: آنالیز TEM نانو ذرات نقره در حالت استفاده از ترکیب مواد فعال سطحی Span 80-PEG 1000	70
شکل 5-10: آنالیز SEM نانو ذرات نقره در حالت های استفاده از ماده فعال سطحی a) SDS، b) Span 80 ، c) Span 80-SDS، d) Span 80- PEG 1000	72
شکل 5-11: نانو ذرات سنتز شده در حالت استفاده از مواد افزودنی مختلف	73
شکل 5-12: آنالیز اسپکتوفتومتری UV-Vis نمونه های نانو ذرات نقره در حالت استفاده از مواد افزودنی مختلف	74
شکل 5-13: آنالیز TEM نمونه نانو ذرات نقره در حضور ماده افزودنی آنیلین	75
شکل 5-14: آنالیز TEM نمونه نانو ذرات نقره در حضور ماده افزودنی PVP	76
شکل 5-15: آنالیز TEM نمونه نانو ذرات نقره در حضور ماده افزودنی سدیم سیترات	78
شکل 5-16: آنالیز SEM نمونه نانو ذرات نقره با استفاده از ماده فعال سطحی a) آنیلین، b) PVP، c) سدیم سیترات	79
شکل 5-17: مقایسه نتایج مدل و نتایج آزمایشگاهی اندازه متوسط ذرات	81
شکل 5-18: مقایسه تعداد کل ذرات تولیدی در طی فرایند سنتز نانو ذرات نقره در غلظت های مختلف نیترات نقره محاسبه شده توسط مدل	82
شکل 5-19: مقایسه تعداد کل یون های تولیدی نقره در طی فرایند سنتز نانو ذرات نقره در غلظت های مختلف نیترات نقره	83
شکل پ-1: اسپکتروفتومتری UV-vis در حالت استفاده از ماده فعال سطحی Span 80	95
شکل پ-2: اسپکتروفتومتری UV-vis در حالت استفاده از ماده فعال سطحی SDS	96
شکل پ-3: اسپکتروفتومتری UV-vis در حالت استفاده از ماده فعال سطحی Span 80-CTAB	97
شکل پ-4: اسپکتروفتومتری UV-vis در حالت استفاده از ماده فعال سطحی Span 80-SDS	98
شکل پ-5: اسپکتروفتومتری UV-vis در حالت استفاده از ماده فعال سطحی Span 80-PEG 1000	99

فهرست علائم اختصاری
سطح کلی هسته ها	m2	A
درجه تابعیت سرعت هسته سازی نسبت به فوق اشباعیت	-	b
ثابت هسته سازی	#s-1(l)-1	B°
سرعت هسته سازی	# (l)-1 s-1	Bnuc
غلظت	mol(l)-1	C
غلظت اشباع	mol(l)-1	Csat
غلظت نیترات نقره	mol(l)-1	[CSN]
غلظت هیدرازین	mol(l)-1	[CHyd]
ضریب نفوذ	m2 s-1	D
قطر قطرات	nm	ddrop
توان سرعت رشد نسبت به فوق اشباعیت	-	g
سرعت خطی رشد کریستالها	nm s-1	GL
سرعت رشد هسته ها	nm3 s-1	Gv
انرژی آزاد گیبس	J	GΔ
انرژی آزاد گیبس سطحی	J	GSΔ
انرژی آزاد گیبس حجمی	J	GvΔ
انرژی گیبس مولی به ازای واحد حجم	J	Gv,volΔ
تعداد یون ها در یک قطره	#	i
ثابت بولتزمن 1.38×10-23	JK-1	k
ثابت ضریب سطحی	-	ka
ثابت واکنش نیترات نقره و هیدرازین	(l) mol-1s-1	kchem
ضریب رشد	nm s-1	kg
ضریب هسته سازی	# (l)-1 s-1	kn
ثابت حلالیت	mol2 (l)-2	ksp
ثابت ضریب حجمی (Volume shape factor)	-	kv
اندازه کریستال ها	nm	L
جرم منتقل شده به فاز جامد	g	M
جرم اتمی نقره	gmol-1	MwAg
تعداد یون های نقره	#	nAg
تعداد کل یون های نقره	#
تعداد ذرات نقره	#
تعداد اتم های نقره در فاز جامد	#
تعداد قطرات	#	ndrop
تعداد یون ها در محلول	#	ni
تعداد یون های هیدرازین در محلول	#	nHyd
تعداد یون های هیدرازین ورودی خوراک	#s-1
تعداد ذرات نقره	#	np
عدد آووگادرو	mol-1	NA
تعداد اتم های لازم برای تشکیل هسته	#	Ncrit
تابع پویسون	-	Pi
دبی خوراک هیدرازین	(l) s-1	Qw
شعاع هسته	m	r
نرخ واکنش نیترات نقره و هیدرازین	mol(l)-1s-1	rchem
نرخ حذف یون نقره به واسطه رشد	#s-1	rg
فوق اشباعیت	-	S
ثابت جهانی گاز ها	Jmol-1K-1	R
دما	K	T
زمان	s	t
حجم نانو ذرات	nm3	v
حجم متوسط نانو ذرات	nm3	vm
حجم فاز آبی	(l)	Vw
حجم کل قطرات شامل Ncritاتم نقره	(l)	Vwr
حجم مولی	m3	vol
ضخامت فیلم	m	x
حروف یونانی
فاکتور وابسته به مورفولوژیذرات	-	β°
متوسط تعداد یون ها در قطرات	#	γ
پتانسیل شیمیایی ترکیب در فاز 1	J	1μ
پتانسیل شیمیایی ترکیب در فاز 2	J	2μ
چگالی	kgm-3	ρ
چگالی نقره	gcm-3	ρAg
انرژی سطحی بین هسته	Jm-2	σ
تابع هدف	-	Φ

فصل اول: مقدمه

1-1-فلز نقره

1-1-1-خواص فیزیکی و شیمیایی نقره

 نقره به صورت خالص به شکل فلزی براق و نسبتاً نرم است. این فلز تا اندازه ای از طلا سخت­تر و پس از پرداخت دارای درخشندگی می­شود. این عنصر فلزی دارای، بالاترین رسانایی در گرما و الکتریسیته را دارا است. جدول 1-1 مهمترین خواص مربوط به نقره خالص را نشان می دهد.

جدول 1-1: برخی خواص فیزیکی و شیمیایی مربوط به نقره خالص (Lide, 1994)

خواص	مقدار
وزن اتمی	86/107
عدد اتمی	47
شعاع اتمی	144 پیکومتر
چگالی در C°20	49/10 g/cm3
ظرفیت حرارتی	35/25 J.mol-1.K-1
نقطه ذوب	C° 961
نقطه جوش	C° 2162
هدایت حرارتی	429 W.m-1.K-1

 اگر چه در میان فلزات نجیب نقره از نظر شیمیایی، فلزی فعال تلقی می شود، لکن باید توجه داشت که در مقایسه با عناصر غیر نجیب از مرتبه واکنش پذیری قابل ملاحظه­ای برخوردار نیست. این عنصر به آسانی آهن اکسید نمی شود، ولی با گوگرد واکنش داده و تشکیل ترکیبی کدر می دهد (Lide, 1994). نقره نمی تواند با اسید های غیر اکسید کننده مانند اسید­های کلریدریک و سولفوریک یا باز­های قوی مانند هیدروکسید سدیم واکنش نماید، اما اسیدهای اکسید کننده مانند اسید نیتریک یا اسید سولفوریک غلیظ آن را در خود حل کرده و نقره یک ظرفیتی (Ag⁺) را تشکیل می دهند. این یون که در کلیه ترکیبات ساده و محلول نقره وجود دارد، تقریباً به صورت ساده ای با استفاده از عوامل احیا کننده آلی مانند آنچه در آیینه های نقره­ای ملاحظه می شود، به فلز نقره احیا می شود (Lide, 1994).

1-1-2-منابع و ترکیبات مهم نقره

 نقره جزء عناصر نسبتاً کمیاب بوده و از نظر فراوانی در قشر زمین مرتبه شصت و سوم را به خود اختصاص داده است. برخی اوقات به صورت عنصر آزاد یافت می شود ولی در اکثر نقاط نقره به صورت مواد معدنی حاوی ترکیبات نقره مانند آرجنتیت با ترکیب شیمیایی Ag₂S و سرارجیریت با ترکیب شیمیایی AgCl یافت می شود. حدود 75 درصد نقره تولیدی دنیا در حقیقت فراورده جانبی حاصل از استخراج سایر فلزات می باشد (Lide, 1994). مهمترین ترکیبات نقره از لحاظ کاربرد عبارتند از:

• نیترات نقره: ترکیب بی رنگ، بسیار محلول، سمی و به سادگی به نقره فلزی احیا می شود. از این ترکیب در تهیه ترکیبات نقره و انواع جوهر استفاده می شود.
• کلرید نقره: ترکیب سفید رنگ و نامحلول در آب می باشد ولی در هیدروکسید آمونیم حل شده و تشکیل کمپلکس Ag(NH₃)^2- می دهد. از این ترکیب به عنوان آشکار ساز یونیزاسیون استفاده می شود.
• برمید نقره: ترکیب نامحلول زرد روشن که نسبت به AgCl نامحلول تر و بیشتر در عکاسی کاربرد دارد.
• یدید نقره: ترکیب نامحلول زرد رنگ و نامحلول تر از AgBr است و برای باروری ابرها استفاده می شود.
• سولفید نقره: نا­محلول ترین نمک نقره با رنگ سیاه است و جز اصلی مواد تیره کننده ظروف نقره ای می باشد.
• اکسید نقره: پایدارترین فرم نقره (Ag₂O) بوده و دارای رنگ خاکستری است و در صنایع شیشه و سرامیک کاربرد دارد. همچنین از معدود اکسید­های هادی بوده که در پیل های سوختی نیز استفاده می شود.

1-1-3-کاربرد های نانو ذرات نقره

 نانو ذرات نقره دارای خاصیت ضد باکتری قابل ملاحظه­ای هستند. این خاصیت در مورد انواع باکتری ها، قارچ ها و ویروس ها به اثبات رسیده است (Sadeghi et al., 2012). بنابراین نانو ذرات نقره به طور گسترده ای در ساخت تجهیزات پزشکی کاربرد دارند. به عنوان مثال می توان به انواع چسب های زخم، بهبود دهنده های پوست، دندان های مصنوعی و پوشش های استخوانی اشاره نمود. از جمله سایر کاربرد های آن می توان به ساخت انواع لوسیون، خمیر دندان، اسباب بازی، رنگ های ضد باکتری، فیلتر های آب و هوا و نگهدارنده مواد غذایی اشاره کرد. خواص مناسب نانو ذرات نقره آن را برای کاربرد فلورسنس و ساخت انواع سنسور با قابلیت کار در سلول­های زنده و سنسور های تعیین غلظت آمونیاک، تهیه تصاویر از سلول­های سرطانی و بیوسنسور های مورد استفاده برای آفات گیاهی و ضایعات هسته ای امکان پذیر می سازد. همچنین نسبت زیاد سطح به حجم نانو ذرات نقره بهترین خاصیت برای استفاده از آن به عنوان کاتالیست می باشد. بر این اساس نانو ذرات نقره و نانو کامپوزیت آن انتخابی مناسب به عنوان کاتالسیت برای اکسیداسیون بنزن، فراوری فنل و اکسیداسیون مونواکسید کربن می باشد (Tolaymat et al., 2010).

 1-1-4-ترکیبات رایج در سنتز نانو ذرات نقره

 مطالعات نشان می دهند که بیشترین روش های سنتز نانو ذرات نقره مبتنی بر استفاده از نمک های نقره برای تولید یون­های نقره با قابلیت احیا شدن و رسوب کردن نانو ذرات می باشند. شکل 1-1 انواع نمک­های مورد استفاده در تولید نانو ذرات نقره را نشان می دهد. مطابق شکل 1-1 نیترات نقره بیشترین کاربرد در سنتز نانو ذرات را داشته و دلیل آن پایداری شیمیایی بالای این ترکیب در مقایسه با دیگر نمک­ها می باشد (Tolaymat et al., 2010).

حلال­های مورد استفاده اغلب جهت حل کردن نمک های فلزی مورد استفاده قرار می گیرند. در سنتز نانو ذرات نقره تقریباً 80 درصد فراوری با آب انجام می گیرد. اما اخیراً استفاده از حلال های آلی بی خطر برای محیط زیست گسترش یافته و دلیل این امر پسماند های آلوده زیاد در فرایند های مبتنی بر آب به عنوان حلال می باشد. شکل 1-2 نشان دهنده انواع حلال های مورد استفاده در سنتز نانو ذرات می باشد.

 عموماً الکترون آزاد برای احیای یون­های نقره توسط فرایند های شیمیایی، بیولوژیکی و یا تابش با انرژی بالا فراهم می شود. در فرایند های شیمیایی نوع احیا کننده و قدرت آن تاثیر زیادی بر خواص نانو ذرات دارد. به عنوان مثال بروهیدرید سدیم (NaBH₄) یک عامل احیا کننده قوی بوده و تمایل به تولید نانو ذرات با اندازه کوچکتر دارد، در حالی که اسید اسکوربیک به عنوان یک عامل احیا کننده ضعیف­تر ذرات درشت تری از نانو نقره تولید می نماید. استفاده از هیدرازین و سدیم بروهیدرید به عنوان عامل احیا کننده نسبت به سایرترکیبات زیادتر می باشد. به علاوه هیدرازین در مقایسه با بروهیدرید سدیم، آلودگی ناشی از حضور اتم های هیدروژن به صورت آنیون ضعیف BH₄ را کمتر می­نماید و بنابراین کاربرد زیادتری دارد (Tolaymat et al., 2010).

 1-2- نانو ذرات و روش های سنتز

 با گذر از میکرو ذرات به نانو ذرات، برخی تغییرات در خواص فیزیکی ذرات رخ می دهد.دو مورد مهم از این تغییرات شامل افزایش نسبت سطح به حجم و ورود اندازه ذره بهقلمرو اثرات کوانتومی است. افزایش نسبت سطح به حجم که به‌ تدریج با کاهش اندازه ذره رخ می‌دهد، باعثغلبه ‌یافتن رفتار اتم‌های واقع در سطح ذره به رفتار اتم‌های درونی می‌شود. اینپدیده بر خصوصیات ذرات و تعامل آن ها با دیگر مواد اثر می‌گذارد.سطح زیاد عاملی کلیدی در کارکرد کاتالیزور‌ها و ساختارهایی همچونالکترودها یا افزایش کارآیی فناوری‌هایی همچون پیل سوختی و باتری‌ها می‌باشد. به علاوه از نانو ذرات در کاربردهای بیودارویی به عنوان حامل دارو و عوامل تصویربرداری استفاده می‌شوند. بنابراین برای رسیدنبه خواصی مطلوب برای نانو ذرات مانند مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات، انتخاب و کنترل فرایند تولید از اهمیت ویژه ای برخوردار است (Chen et al., 2005).

برای مثال کاهش دمای ذوب نانو ذرات نسبت به مواد در مقیاس های بزرگتر از خواص جالب آنها می باشد. علت این امر افزایش تعداد اتمهای سطح که امکان تحرک بیشتری دارند می باشد (Klabunde, 2001). روند کاهش دمای ذوب فلز طلا با اندازه ذرات در شکل 1-3 نشان داده شده است (Castro et al., 1990).

مدلسازی و شناسایی سیستم پیزو الکتریک با در نظر گرفتن اثر هیسترزیس

نوع فایل:PDF

تعداد صفحات :11

سال انتشار : 1394

چکیده

پیزو الکتریک برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی مورد استفاده است ،به طوری که با اعمال فشار)نیرو( بر آن میتوان به ولتاژ دست یافت وبالعکس. به علاوه در کاربردهای نانو تکنولوژی کنترل ریزارتعاشات و همچنین برداشت انرژی ... کاربرد فراوان دارد. برای استفاده ی درست و دقیق ازاین ابزار ،میبایست در ابتدا رفتار آن تحت شرایط و فشار مختلف بررسی و شناسایی شود تا نتیجه استفاده از آن مطلوب واقع شود.عامل مزاحم برایشناسایی سیستم پیزو الکتریک وجود هیسترزیس در رابطه جابجایی ولتاژ است که عملا شناسایی این سیستم را با مشکل مواجه میکند، اما در این مقاله، توسعه شبکه عصبی برای پیش بینی ولتاژ بازر پیزو الکتریک تحت نیروی اعمالی با در نظر گرفتن اثر هیستزیس ارائه شده است . به طوری که اثر هیسترزیس با راهکار این مقاله دیگر برای شناسایی سیستم پیزو مزاحمت ایجاد نمیکند.سپس با انجام آزمایشهای عملی و شبیه سازی کارآیی این شبکه مورد ارزیابی قرار گرفته است.

واژگان کلیدی

شناسایی سیستم،پیزواالکتریک،اثر هیسترزیس در پیزو