دانلود مقالات ISI درباره انتقال فاز یا تغییر فاز + ترجمه فارسی

انتقال یا تغییر فاز(به انگلیسی: Phase transitions) عبارت است از انتقال یک سیستم ترمودینامیکی از یک فاز یا حالت ماده به حالتی دیگر به وسیله انتقال گرما گفته می شود. این نام بیشتر برای تعریف گذر ماده بین جامد، مایع و گاز، و به ندرت برای پلاسما نیز استفاده می شود. فاز یک سیستم ترمودینامیکی و حالت ماده خواص فیزیکی یک نواختی دارا می باشد. در طی یک تغییر فاز محیط برخی مشخصات محیط، بصورت ناممتد بر اثر تغییر برخی از شرایط خارجی مانند دما، فشار، یا دیگر خواص تغییر می کند. برای مثال مایع ممکن است در اثر گرمایش تا نقطه جوش تغییر فاز داده و به گاز تبدیل شود، که در نتیجه آن حجم آن بسیار افزایش می یابد. تغییرات فاز بطور گسترده در طبیعت انجام می شود و در فن آوری های گوناگون نیز از تغییرات فاز بهره جسته شده است. به طور عمده دو نوع گذار فاز وجود دارد: گذارهای درجه اول: که به تغییر جهشی در مشتقات درجه اول انرژی آزاد گیبس وابسته اند. (مثلاً حجم، آنتروپی و. . . ). تعدادی از گذارهای جامد/مایع/گاز درجه اول هستند، چرا که نسبت به چگالی (که خود مشتق اول انرژی آزاد نسبت به پتانسیل شیمیایی ست) ناپیوسته هستند. گذارهای درجه دوم: این گذارها به تغییر جهشی در مشتقات درجه دوم انرژی آزاد گیبس بستگی دارند. (مثلاً ظرفیت گرمایی، تراکم پذیری و. . . ) مواد تغییر فاز دهنده انرژی را به صورت گرمای نهان ذوب ذخیره می‌کنند. ذخیره‌سازی گرما از سه طریق تغییر فاز صورت می‌گیرد، در حالت اول که تغییر فاز از جامد به جامد است به دلیل اینکه انتقال گرما بسیار آهسته و اندک می‌باشد مناسب نیست. در حالت دوم یعنی تغییر فاز از مایع به گاز هم به دلیل نیاز به گرما و حرارت بالا و هم چنین ایجاد حجم فشار بالای گاز عملی نمی‌باشد. اما تغییر فاز از جامد به مایع مناسب تر است که این ویژگی در مواد تغییر فاز دهنده pcm وجود دارد، که در دمای ثابت با جذب گرما از فاز جامد به مایع تبدیل می‌شوند. این مواد انرژی را تقریباً در همان دمایی که جذب می‌کنند، آزاد نیز می‌کنند. PCM در دمای اتاق جامد هستند. کاربرد مواد تغییر فاز دهنده: 1. در شاخه مهندسی از مواد تغییر فاز دهنده برای بکارگیری و ذخیره انرژی استفاده می‌شود. 2. مواد تغییر دهنده فاز برای حفظ دمای آسایش مناسب هستند. 3. مواد تغییر دهنده فاز تمایل به افزایش ذخیره‌سازی حرارت ده برابر بیشتر از آب و سنگ و زمین دارند. 4. مواد تغییر دهنده فاز ازنظر شیمیایی پایدارند. 5. مواد تغییر دهنده فازقابل بازیافت هستند. 6. مواد تغییر دهنده فازغیر واکنش پذیرند. 7. مواد تغییر دهنده فاز دارای طول عمر طولانی هستند. یکی از دلایل همه‌کاره بودن مواد فلزی، قرار گرفتن در گستره وسیعی از خواص مکانیکی است که می‌توان با روش‌های مختلفی آن را تنظیم کرد یا تغییر داد. سه مکانیزم استحکام دهی ریز کردن اندازه دانه، استحکام دهی محلول جامد و کرنش سختی از جمله آن روش‌ها است. توسعه ریزساختار در آلیاژهای تک فاز و دوفاز معمولاً با برخی استحاله ‌های فازی یعنی تغییر در تعداد یا مشخصه فازها همراه است. به دلیل آنکه بسیاری از استحاله ‌های فازی بصورت آنی اتفاق نمی‌افتد توجه خاصی به وابستگی پیشرفت واکنش به زمان یا نرخ استحاله می‌شود. استحاله فازهای مختلفی در فرآوری مواد مطرح می‌باشند و معمولاً شامل تغییرات ریزساختاری هستند. به این دلیل، این استحاله‌ ها به سه گروه تقسیم می‌شوند. در یک گروه، استحاله ساده وابسته به نفوذ قرار دارد که طی آن هیچ تغییری در تعداد یا ترکیب فازهای موجود ایجاد نمی‌شود. این استحاله‌ ها شامل انجماد فلزات خالص، استحاله ‌های آلوتروپی و تبلور مجدد و رشد دانه است. در نوع دیگری از استحاله وابسته به نفوذ، برخی تغییرات در ترکیبات فازی و اغلب در تعداد فازهای موجود صورت می‌گیرد، ساختار نهایی حاوی دو فاز می‌باشد. سومین نوع استحاله، فاقد نفوذ است و در آن یک فاز شبه پایدار تولید می‌شود. استحاله مارتنزیتی که در برخی آلیاژهای فولادی صورت می‌پذیرد در این گروه قرار می‌گیرد.