دانلود مقالات ISI درباره خواص حرارتی + ترجمه فارسی

خواص حرارتی. B(به انگلیسی: B. Thermal properties) از مهم‌ترین خواص فیزیکی مواد است. مطالعه خواص حرارتی نانومواد به منظور مطالعه خواص ترمودینامیکی و سینتیکی نانومواد و خواص سطحی آنها اهمیت ویژه‌ای دارد. تا به امروز بررسی‌های حرارتی نانومواد بیشتر بر بررسی‌های سینتیک رشد دانه‌ها، دمای ذوب ذرات، گرمای ویژه، ترمودینامیک و سینتیک نانومواد متمرکز شده است. برخی از پدیده‌های جالب توجه حرارتی در نانومواد: ناپایداری حرارتی یکی از پدیده‌های حرارتی ناشی از کوچک شدن مواد، ناپایداری حرارتی نانوذرات است. همانگونه که می‌دانید، گرما دارای انرژی (E) است، که میزان انرژی آن متناسب با دمای محیط است. این انرژی برابر با KBT است. در این رابطه KB ثابت بولترمان و یک مقدار ثابت برابر با 1- JK 23-10 × 38/1 و T دما بر حسب کلوین است. بنابراین، وقتی مواد در محیط‌های مختلف قرار می‌گیرند، در اثر گرما به الکترون‌ها انرژی داده می‌شود. حال یک ویژگی از یک ذره را در نظر بگیرید که به صورت کلی به حجم ذره (V) بستگی دارد. انرژی این ویژگی به صورت U و تابعی از V است. هنگامی که حجم به اندازه کافی کوچک باشد، به طوری که KBT بزرگ‌تر از U باشد، آنگاه شرایط از نظر حرارتی ناپایدار خواهد بود. به عنوان مثال، ممکن است ذره‌ای با اندازه‌ای خاص توسط انرژی حرارتی که برای آن ذره به اندازه کافی بزرگ است، از جای خود بلند شود. یک ذره زیرکونیا را در نظر بگیرید. چگالی آن برابر 1- Kgm 3-10 × 6/5 است. انرژی حرارتی در دمای اتاق می‌تواند ذره‌ای به قطر 1100 نانومتر را تا ارتفاعی برابر همین قطر بالا ببرد! با محاسبات ساده می‌توان نتیجه گرفت انرژی محیطی، ذره‌ای از زیرکونیا با قطر 5 نانومتر را می‌تواند تا ارتفاعی بیش از 1 متر پرش دهد. البته این بازی با اعداد واقعیت فیزیکی ندارد اما نشان می‌دهد که نانوذرات ثابت نبوده و از روی سطح در حال حرکت هستند. ناپایداری حرارتی حاصل از نوسانات در تفسیر و بررسی برخی خصوصیات فیزیکی مانند خواص مغناطیسی و جذب نوری نانوذرات نقش مهمی دارد. نقطه ذوب از جالب توجه‌ترین خواص حرارتی نانوذرات، تغییر دمای ذوب است. آیا دمای ذوب یک ذره کوچک به اندازه آن وابسته است؟ این سوال را کلوین اولین بار و در سال 1871 مطرح کرد. اولین آزمایشات تجربی در این خصوص در سال 1909 توسط پائولو انجام گردید. تا اینکه تاکاجی توانست برای اولین بار اثبات کند که نقطه ذوب در ذرات کوچک متفاوت است. ظرفیت گرمایی ویژه، هدایت گرمایی و ضریب انبساط حرارتی علاوه بر اینکه نقطه ذوب به اندازه ذرات وابسته است، برخی دیگر از خواص حرارتی مانند ظرفیت گرمایی ویژه ذرات، ضریب انبساط حرارتی و هدایت حرارتی نیز به اندازه آنها بستگی دارد. ظرفیت گرمایی ویژه معادل مقدار گرمایی است که لازم است مقدار مشخص از ماده‌ای دریافت کند تا دمای آن یک واحد افزایش یابد این مقدار مشخص معمولا 1 گرم است. در دماهای بالا، ظرفیت گرمایی نانوبلورها افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، نانوبلورهای پالادیوم با قطر 6 نانومتر در محدوده دمای 300-150 کلوین، 35-29 درصد افزایش می‌یابد. برای نانوذرات فلزی دیگری نیز نتایج مشابهی دیده شده است. با این حال توضیح واضحی برای چنین مشاهداتی وجود ندارد