دانشگاه قم

دانشکده علوم پایه

پایان نامه کارشناسی ارشد  فیزیک

عنوان:

طراحی و ساخت دستگاه عمودی Q-Machine  برای تحقیقات در زمینه پلاسمای غباری

استاد راهنما:

 دکتر جعفر محمودی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول

مقدمه ……………………………………………………………………………………………1

فصل دوم

اختراع Q-Machine  و تئوری اساسی آن

بخش اول

2-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………..6

2-2 توصیف کلی Q-Machine ……………………………………………………………………..

2-3 سهم Q-Machine در تحقیقات …………………………………………………………….11

بخش دوم

2-4  یونیزاسیون  تماسی Contact Ionization ………………………………………………..

2- 5 طبقه بندی پلاسمای Q-Machine ………………………………………………………..

2-6 تئوری تعادل در محصور سازی یونها درون پلاسمای برخوردی ………………………..20

2-7  تئوری اصلاح شده تعادل …………………………………………………………………22

فصل سوم: آشنایی با تکنولوژی  خلاء مورد نیاز برای ساخت  Q-Machine

3-1 مقدمه …………………………………………………………………………………….25

3-2 اصول طراحی دستگاه های خلاء …………………………………………………….27 

3-2-1 مراحل طراحی ………………………………………………………………………27

3-2-2  انتخاب مواد ………………………………………………………………………….29

3-3  واشرهای فلزی ………………………………………………………………………31

3-4 شیشه و اتصالات شیشه به فلز……………………………………………………..34

3-4-1 خواص فیزیکی Kovar ………………………………………………………….

3-4-2 خواص مکانیکی Kovar ………………………………………………………..

3-5 طرح ساخت پنجره های متناسب با سیستم های U.H.V ………………..

3-5-1 قسمت فلزی نگه دارنده شیشه ……………………………………………….36

3-5-2   شیشه …………………………………………………………………………..37

3-6 اتصالات قابل باز و بسته شدن در محیط خلاء …………………………………….40

3-6-1 استفاده از طرح هایی با آب بندی الاستومتری ………………………………40

3-6-2 استفاده از طرح هایی با آب بندی وا شر های مسی ………………………..42

3-7 پمپ های خلاء ………………………………………………………………………44

3-7-1 مکانیزم پمپ های خلاء ………………………………………………………….44

3-8 محاسبه سرعت تخلیه محفظه خلاء ……………………………………………….49

3-8-1 حجم محفظه …………………………………………………………………..49

فصل چهارم: طراحی و ساخت سیستم Q-Machine عمودی برای انجام تحقیقات در زمینه  پلاسمای غباری

4-1    مقدمه ………………………………………………………………………….52

4-2  محفظه خلاء Vacuum Vessels ………………………………………………

4-2طرح کلی محفظه همراه با ابعاد و اندازه ها ……………………………………55

4-3 نحوه اتصال بخش های سه گانه دستگاه ……………………………………… 62

4-4  انتخاب جنس محفظه و اتصالات ………………………………………………63

4- 5  طراحی و ساخت سیستم مولد میدان مغناطیسی ………………………..69

4-5-1 تخمین مواد مورد نیاز ………………………………………………………..69

4-5-2طراحی قرقره نگه دارنده مگنت ………………………………………………71

4-5-3 روش ها ی مختلف سیم پیچی …………………………………………….77

4-5-4 طرح نهایی ساخت مگنت …………………………………………………79

پیوست………………………………………………………………………………..93

فهرست منابع …………………………………………………………………………107

چکیده:

یکی از مشکلات اساسی در بررسی های تجربی فیزیک پلاسما ، تولید پلاسمایی است که عاری از آشفتگی باشد و بتوان پارامتر های گوناگون از جمله پایداری، حرکت غبار در پلاسماو… را به خوبی بررسی نمود. در این راستا پروژه ای با عنوان “طراحی و ساخت دستگاه عمودیQ-Machine  برای انجام تحقیقات در زمینه پلاسمای غباری” در دانشگاه قم تعرف گردید.

طراحی و ساخت Q-Machine را می توان شامل مراحل زیر دانست:

1- طراحی و ساخت محفضه خلاء شامل:

الف) محفظه اصلی:که از جنس استینلس استیل است و دارای سه قسمت (تحتانی ،میانی و فوقانی) است.کمترین فشاری که سیستم میتواند به آن برسد  torr ^6-10 تا  torr ^8-10 است.

 ب)   اتصالات:کلیه اتصالات از نوع CF هستند.

 ج)    پنجره ها: پنجره ها از فلنچ های CF بااتصال مستقیم شیشه به فلز می باشند.

2- طراحی و ساخت سیستم مولد میدان مغناطیسی شامل: 

الف)  سیم پیچ

ب)  قرقره نگه دارنده سیم پیچ که شامل طراحی خاص برای سیستم خنک کننده باشد.

ج) سیستم خنک کننده برای خنک کردن آب خروجی از مگنت ها پلاسمای تولید شده باید بوسیله یک میدان مغناطیسی T5/0 در طول قسمت میانی محفظه خلاء(که استوانه ای به طولcm190 است) محدود شود.

3- طراحی و ساخت کوره فلزات قلیایی که بهتر است این کوره درون محفظه خلاء قرار گیرد.

4- نصب صفحه داغ 

یک صفحه از جنس تنگستن با دمای ^OK2000 تا ^OK3000 که این حرارت بوسیله بمباران الکترونی ، تابش ، القای الکتریکی و یا اتلاف اهمی می تواند ایجاد شود.در اینجا از روش تابش استفاده شده است.

5- منبع تغذیه

برای تغذیه ی مگنت ها به منبع تغذیه kw150 با توان تامین 2000 تا 3000 آمپر نیاز است.

6- سیستم پخش غبار درون سیستم

داشتن امکان ورود و پخش غبار درون سیستم برای آزمایش های پلاسمای غباری مورد نیاز است. که ما از سیستم پیزو الکتریک برای این کار استفاده کرده ایم.

7- نصب و راه اندازی ابزارهای تشخیصی پلاسما

هر یک از بخش های فوق شامل مراحل و بخش های مختلفی است که برخی از آنها انجام شده و برخی دیگر نیز به دلایلی از جمله عدم تامین منابع مالی انجام نشده است. پایان نامه موجود در برگیرنده موارد 1 و 2 می باشد. برخی از بخش های دیگر در پایان نامه جناب آقای مهران محمدی آمده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.