مهدي جوان بخت
یکی از مباحث مهم و مورد علاقه پژوهشگران در حوزه فیزیک حالت جامد مطالعه و شناخت پدیده تغییرات ساختاری نانوساختارها و کریستال ها در حضور عیوب نظیرحفره ها، اتم های خارجی جانشین، نابجایی ها، کلوخه ها و ... می باشد، که به شدت تعیین کننده چگونگی تغییرات ساختاری است. یکی از مهم ترین تغییرات ساختاری پیچیده، استحاله های فازی بین فازهای گوناگون می باشد که مکانیزم های رخداد آنها نظیر جوانه زنی و رشد اولیه در ابعاد نانو ظاهر می گردد و در ادامه توسط مکانیزم های متفاوتی در ابعاد بالاتر ادامه می یابد و ناحیه تبدیل شده به صورت های پیچیده رشد نموده تا به تعادل برسد. در این پدیده، عیوب به شدت در ابعاد نانو و در مراحل جوانه زنی و رشد اولیه فاز محصول تاثیرگذارند. حفره به عنوان یکی از مهم ترین عیوب ساختاری، اثر بسیار مهمی بر شبکه کریستالی مواد دارد و حضور آن ترمو دینامیک ،سینتیک و نانو ساختار های مواد را تغییر می دهد. حفره با ایجاد عیب هندسی داخلی موجب ایجاد تمرکز تنش شبکه کریستال گردید و از این طریق تمامی پارامتر های وابسته به تنش را تغییر می دهد که از آن جمله می توان به انرژی سیستم و به تبع آن نیروهای ترمودینامیکی مورد نیاز برای فرایند های فیزیکی و شیمیایی اشاره نمود. حفره به شدت بر استحاله های فازی نفوذی و غیر نفوذی موثر است و به شدت می تواند مراحل جوانه زنی و نحوه رشد فازها را تغییر دهد یکی از عوامل ایجاد اصطکاک داخلی یا همان هیسترزیس حفره ها هستند که به عنوان مانعی بر سر راه انتشار صفحات فازی مشترک و امواج مطرح می شوند و همانند نا بجایی های قفل شده نیروی محرکه متوقف کننده بر فاز در حال رشد یا انتشار اعمال می کنند حفره ها در حین فرایند های بر هم کنش از جمله بر هم کنش با عیوب دیگر یا با موج انتشار فاز میتوانند از بین بروند و یا رشد کنند همچنین می توانند با حفظ هندسه و یا همراه با تغییر شکل جا به جا گردند. دراین پژوهش استحاله فازی تتراگونال به مونوکلینیک در عنصر زیرکونیا مورد بررسی قرار میگیرد. مدلسازی رفتار استحاله فازی با استفاده از روش میدان فاز صورت گرفته و برای حل معادلات حاکم از روش المان محدود ونرم افزار کامسول استفاده می گردد.شبیه سازی ها به صورت دو بعدی در فضای کارتزین می باشد. استحاله مورد نظر تحت بارگذاری های حرارتی ومکانیکی(استاتیکی) و بر پایه تئوری کرنش های کوچک مورد بررسی قرار می گیرد. هدف بررسی نحوه رشد ساختار فازی شامل رشد و جوانه های فازی ،چگونگی تشکیل صفحات فازی مشترک می باشد. نوع استحاله های مورد نظر تنش و دما القائی بوده و از اثرات تغییر انرژی سطحی در نمونه ها صرفنظر می شود.

