تحقیق درباره فولاد زنگ نزن

فولاد زنگ نزن آليا‍ژي از فولاد است كه از 10.5 درصد يا بيشتر كروم و بيش از 50 درصد آهن تشكيل شده باشد .

كروم موجود در استيل باعث به وجود آمدن يك سطح سخت و يكپارچه در برابر زنگ زدگي مي شود .

قابليت ضد زنگ بودن  با اضافه كردن درصد بيشتر كروم و همچنين آلياژهاي ديگر نظير  بهبود مي يابد .

تکنولوژی TITANIUM  ION  PLATING

دربها و نرده های طلایی , رنگ نشده و با استفاده از این روش پیشرفته یونهای تیتانیوم بر روی استیل قرار گرفته و رنگ آن را تغییر می دهند .

قابل توجه است که بر خلاف نمونه های مشابه دیگر  مادام العمر تغییر رنگ نداده و زنگ نمی زنند و دلیل آن هم استفاده از همین تکنولوژی جدید می باشد .

فولاد ضد زنگ چیست و مخترع آن چه کسی است؟

فولاد ضد زنگ به گروهی از آلیاژها با پایه آهنی گفته می‌شود که حاوی حداقل 11 درصد کروم (Cr) می‌باشد. کروم عنصری اساسی است که با تشکیل یک فیلم اکسید کروم در سطح فولاد آن را ضد زنگ می‌سازد.

هنگامی که فولاد ضد زنگ بریده یا خراش داده می‌شود، کروم موجود در سطح سریعاً اکسید می‌شود و فیلم اکسید ناحیه صدمه دیده را ترمیم می‌کند. به دلیل همین خاصیت خود ترمیمی (خودشفایی/ Self healing) است که فولاد را بدون زنگ (Stainless) می‌نامند.

اولین فولاد ضد زنگ به صورت آلیاژ، مارتنزیتی Fe-Cr-C  توسط دانشمند انگلیسی به نام هاری بررلی (Harry Brearley) در 1912 تهیه گردید. اولین ریخته‌گری تجارتی فولاد ضد زنگ در سال 1913 در شفیلد انگلستان به تولید رسید و حق ثبت آمریکایی جهت این اختراع در سال 1916 به آقای هاری بررلی اهدا گردید.

آیا فولاد ضد زنگ، زنگ می‌زند؟

در وا­قع این موضوع که فولاد ضد زنگ، زنگ نمی‌‌زند یک تصور نادرستی است. این برداشت ناصحیح برخی موارد منجر به مشاجرات و حتی تعقیب قانونی بین کارفرمایان و پیمانکاران می‌شود. فولادهای ضد زنگ فقط در شرایطی خاص نظیر محیط‌های غیرآلوده و آب شیرین یا آب دریا (به صورت جاری) بدون زنگ باقی می‌مانند. در هوای مرطوب دریایی یا در داخل آب ساکن (راکد) فولاد ضد زنگ نوع 304 زنگ می‌زند، و اغلب به صورت موضعی دچار خوردگی حفره‌ای می‌گردد. به طور کلی ماهیت محیط و ترکیب شیمایی فولاد هر دو در تشکیل زنگ و خوردگی حفره‌ای فولاد ضد زنگ نقش تعیین کننده‌ای دارند.

دلیل پاک شدن لایه کروم در عملیات حرارتی چیست؟

در عملیات حرارتی و یا جوش‌کاری، دمای فولاد ضد زنگ به حدود 850-550 درجه سانتیگراد می‌رسد. کروم و کربن با یکدیگر وارد واکنش می‌شود و کاربایدکروم(  Chromium Carbide)تولید می‌گردد که در امتداد مرز دانه‌ها رسوب می‌کند. به همین دلیل کروم موجود در منطقه اطراف مرزدانه (ناحیه مرزی) تخلیه می‌شود. ناحیه مرزی که کروم آن تخلیه شده (فقیر نسبت به کروم) نسبت به سایر مناطق سالم سطح فلز که کروم آن مناطق تخلیه نشده‌اند در برابر خوردگی مقاومت کمتری دارد.

فولاد ضد زنگی را که در ساختار بلوری آن کار باید کروم به وجود آمده باشد "حساس شده (Sensitized)" می‌نامند. فولاد‌های حساس شده نسبت به خوردگی مرزدانه‌ای یا فساد جوش بیشتر مستعد می‌شوند.

تحقیق درباره راکتورهای هسته ای

راکتورهای هسته‌ای دستگاه‌هایی هستند که در آنها شکافت هسته‌ای کنترل شده رخ می‌دهد. راکتورها برای تولید انرژی الکتریکی و نیز تولید نوترون‌ها بکار می‌روند. اندازه و طرح راکتور بر حسب کار آن متغیر است. فرآیند شکافت که یک نوترون بوسیله یک هسته سنگین (با جرم زیاد) جذب شده و به دنبال آن به دو هسته کوچکتر همراه با آزاد سازی انرژی و چند نوترون دیگر شکافته می‌شود.

اولین انرژی کنترل شده ناشی از شکافت هسته در دسامبر 1942 بدست آمد. با رهبری فرمی ساخت و راه اندازی یک پیل از آجرهای گرافیتی ، اورانیوم و سوخت اکسید اورانیوم با موفقیت به نتیجه رسید. این پیل هسته‌ای ، در زیر میدان فوتبال دانشگاه شیکاگو ساخته شد و اولین راکتور هسته‌ای فعال بود.                                         

ساختمان راکتور

با وجود تنوع در راکتور‌ها ، تقریبا همه آنها از اجزای یکسانی تشکیل شده‌اند. این اجزا شامل سوخت ، پوشش برای سوخت ، کند کننده نوترونهای حاصله از شکافت ، خنک کننده‌ای برای حمل انرژی حرارتی حاصله از فرآیند شکافت ماده کنترل کننده برای کنترل نمودن میزان شکافت می‌باشد.

سوخت هسته‌ای

سوخت راکتورهای هسته‌ای باید به گونه‌ای باشد که متحمل شکافت حاصله از نوترون بشود. پنج نوکلئید شکافت پذیر وجود دارند که در حال حاضر در راکتورها بکار می‌روند. 232Th ، 233U ، 235U  238U ، 239Pu . برخی از این نوکلئیدها برای شکافت حاصله از نوترونهای حرارتی و برخی نیز برای شکافت حاصل از نوترونهای سریع می‌باشند. تفاوت بین سوخت یک خاصیت در دسته‌بندی راکتورها است.                                                                   

در کنار قابلیت شکافت، سوخت بکار رفته در راکتور هسته‌ای باید بتواند نیازهای دیگری را نیز تأمین کند. سوخت باید از نظر مکانیکی قوی ، از نظر شیمیایی پایدار و در مقابل تخریب تشعشعی مقاوم باشد، تا تحت تغییرات فیزیکی و شیمیایی محیط راکتور قرار نگیرد. هدایت حرارتی ماده باید بالا باشد بطوری که بتواند حرارت را خیلی راحت جابجا کند. همچنین امکان بدست آوردن ، ساخت راحت ، هزینه نسبتا پایین و خطرناک نبودن از نظر شیمیایی از دیگر فایده‌های سوخت است.                                     

غلاف سوخت راکتور

سوختهای هسته‌ای مستقیما در داخل راکتور قرار داده نمی‌شوند، بلکه همواره بصورت پوشیده شده مورد استفاده قرار می‌گیرند. پوشش یا غلاف سوخت ، کند کننده و یا خنک کننده از آن جدا می‌سازد. این امر از خوردگی سوخت محافظت کرده و از گسترش محصولات شکافت حاصل از سوخت پرتو دیده به محیط اطراف جلوگیری می‌کند. همچنین این غلاف می‌تواند پشتیبان ساختاری سوخت بوده و در انتقال حرارت به آن کمک کند. ماده غلاف همانند خود سوخت باید دارای خواص خوب حرارتی و مکانیکی بوده و از نظر شیمیایی نسبت به برهمکنش با سوخت و مواد محیط پایدار باشد. همچنین لازم است غلاف دارای سطح مقطع پایینی نسبت به بر همکنشهای هسته‌ای حاصل از نوترون بوده و در مقابل تشعشع مقاوم باشد.

مواد کند کننده نوترون

یک کند کننده ماده‌ای است که برای کند یا حرارتی کردن نوترونهای سریع بکار می‌رود. هسته‌هایی که دارای جرمی نزدیک به جرم نوترون هستند بهترین کند کننده می‌باشند. کند کننده برای آنکه بتواند در راکتور مورد استفاده قرار گیرد بایستی سطح مقطع جذبی پایینی نسبت به نوترون باشد. با توجه به خواص اشاره شده برای کند کننده ، چند ماده هستند که می‌توان از آنها استفاده کرد. هیدروژن ، دوتریم ، بریلیوم و کربن چند نمونه از کند کننده‌ها می‌باشند. از آنجا که بریلیوم سمی است، این ماده خیلی کم به عنوان کند کننده در راکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین ایزوتوپهای هیدروژن ، به شکل آب و آب سنگین و کربن ، به شکل گرافیت به عنوان مواد کند کننده استفاده می‌شوند.

خنک کننده‌ها راکتور

گرمای حاصله از شکافت در محیط راکتور یا باید از سوخت زدوده شود و یا در نهایت این گرما بقدری زیاد شود که میله‌های سوخت را ذوب کند. حرارتی که از سوخت گرفته می‌شود ممکن است در راکتور قدرت برای تولید برق بکار رود. از ویژگیهایی که ماده خنک کننده باید داشته باشد، هدایت حرارتی آن است تا اینکه بتواند در انتقال حرارت مؤثر باشد. همچنین پایداری شیمیایی و سطح مقطع جذب پایین‌تر از نوترون دو خاصیت عمده ماده خنک کننده است. نکته دیگری که باید به آن اشاره شود این است که این ماده نباید در اثر واکنشهای گاما دهنده رادیواکتیو شوند.                                                          

از مایعات و گازها به عنوان خنک کننده استفاده شده‌ است، مانند گازهای دی اکسید کربن و هلیوم. هلیوم ایده‌آل است ولی پر هزینه بوده و تهیه مقادیر زیاد آن مشکل است. خنک کننده‌های مایع شامل آب ، آب سنگین و فلزات مایع هستند. از آنجا که برای جلوگیری از جوشیدن آب فشار زیادی لازم است خنک کننده ایده‌آلی نیست.                                                

مواد کنترل کننده شکافت هسته ای

برای دستیابی به فرآیند شکافت کنترل شده و یا متوقف کردن یک سیستم شکافت پس از شروع ، لازم است که موادی قابل دسترس باشند که بتوانند نوترونهای اضافی را جذب کنند. مواد جاذب نوترون بر خلاف مواد دیگر مورد استفاده در محیط راکتور باید سطح مقطع جذب بالایی نسبت به نوترون داشته باشند. مواد زیادی وجود دارند که سطح مقطع جذب آنها نسبت به نوترون بالاست، ولی ماده مورد استفاده باید دارای چند خاصیت مکانیکی و شیمیایی باشد که برای این کار مفید واقع شود.

انواع راکتورها هسته ای

راکتورها بر حسب نوع فرآیند شکافت به راکتورهای حرارتی ، ریع و میانی (واسطه) ، بر حسب مصرف سوخت به راکتورهای سوزاننده ، مبدل و زاینده ، بر حسب نوع سوخت به راکتورهای اورانیوم طبیعی ، راکتورهای اورانیوم غنی شده با 235U (راکتور مخلوطی Be) ، بر حسب خنک کننده به راکتورهای گاز (CO2مایع (آب ، فلز) ، بر حسب فاز سوخت کند کننده‌ها به راکتورهای همگن ، ناهمگن و بالاخره بر حسب کاربرد به راکتورهای قدرت ، تولید نوکلید و تحقیقاتی تقسیم می‌شوند.

کاربردهای راکتورهای هسته‌ای

·    راکتورها انواع مختلف دارند برخی از آنها در تحقیقات ، بعضی از آنها برای تولید رادیو ایزتوپهای پر انرژی برخی برای راندن کشتیها و برخی برای تولید برق بکار می‌روند.

دوگروه اصلی راکتورهای هسته‌ای بر اساس تقسیم بندی کاربرد آنها. راکتورهای قدرت و راکتورهای تحقیقاتی هستند. راکتورهای قدرت مولد برق بوده و راکتورهای تحقیقاتی برای تحقیقات هسته‌ای پایه ، مطالعات کاربردی تجزیه‌ای و تولید ایزوتوپها مورد استفاده قرار می گیرند.

تحقیق درباره الگوریتم

 الگوریتم های مختلف ممکن است یک عمل را با دستورات مختلف در مدت زمان، جا، وبا تلاش کمتر یا بیشتری نسبت به بقیه انجام دهد. برای مثال با داشتن دو دستور تهیه ی سالاد سیب زمینی، یکی ممکن است قبل از جوشاندن اول سیب زمینی را پوست بکند در حالی که دیگری این دو مرحله را برعکس انجام دهد، و هر دو این مراحل را برای تمام سیب زمینی ها تکرار می کنند تا وقتی که سالاد سیب زمینی آماده طبخ شود. >!—مثال ضعیف... چه کسی سیب زمینی ها را جدا جدا می جوشاند؟ و معمولاً تهیه ی سالاد نیازی به پخت و پز ندارد... --<

در بعضی کشورها، مثل امریکا، اگر تعبیه فیزیکی الگوریتم ها ممکن باشد ممکن است آن ها به شدت انحصاری شود (برای مثال، یک الگوریتم ضرب ممکن است در واحد محاسبه ی یک ریز پردازنده تعبیه شود ).

الگوریتم های رسمی شده(formalized algorithms )

الگوریتم ها به خاطر روش پردازش اطلاعات توسط کامپیوتر اساسی و حیاتی هستند، چون یک برنامه کامپیوتری اساساً یک الگوریتم است که به کامپیوتر می گوید برای انجام یک عمل خاص مثل محاسبه حقوق کارمندان و یا چاپ ورقه گزارش دانش آموزان،چه مراحل خاصی را (با چه نظم خاصی) اجرا کند،.به این صورت، یک الگوریتم را می توان هر دنباله از دستوراتی که قابل اجرا توسط یک Turing complete باشد به حساب آورد.

به طور نمونه ای هنگامی که الگوریتم کار پرازش اطلاعات را انجام می دهد، داده از طریق یک وسیله یا منبع ورودی گرفته، به یک وسیله خروجی یاsink نوشته و / یا برای استفاده در زمانی دیگر ذخیره می شود. داده ذخیره شده به عنوان بخشی از حالت درونی««internal state نهاد مجری الگوریتم تلقی می گردد.

برای اعمال محاسباتی از این قبیل، الگوریتم باید به دقت تعریف شود :یعنی طوری مشخص شود که برای حالت مختلف محتمل معتبر باشد. یعنی تمام مراحل شرطی باید به طور سیستماتیک بررسی شود ; حالت به حالت.ضابطه مربوط به هر حالت باید واضح (و محاسبه پذیر) باشد.

چون الگوریتم ها لیست دقیقی از گام های دقیق است، نظم محاسبه تقریباً همیشه برای کار کرد الگوریتم اساسی می باشد. همواره فرض می شود دستور ها روشن هستند، و گفته می شود از" بالا آغاز" و"تا پایین کشیده می شوند"، اندیشه ای که به طور رسمی تر توسط جریان کنترل توصیف می شود.

تا اینجا ی بحث، رسمی سازی قواعد و قوانین برنامه نویسی امری (imperative programming) را به خود گرفت. این عام ترین مفهوم است، و تلاش دارد با وسایل "مکانیکی" مجزا کاری را توصیف کند؛ عملیات تخصیص، تعیین مقدار یک متغیر، برای این مفهوم از الگوریتم رسمی شده یکتا می باشد .در زیر مثالی از این تخصیص آمده است.

برای مفاهیم فرعی(alternative) تشکیل دهنده یک الگوریتم برنامه نویسی تابعی و برنامه نویسیی منطقی را ببینید.

اجرای الگوریتم

الگوریتم ها نه تنها توسط برنامه های کامپیوتری بلکه اغلب توسط دستگاه های دیگر، از جمله شبکه بیولوژیکی عصبی (برای مثال چگونگی انجام محاسبات توسط مغز انسان و یا اینکه یک حشره چگونه غذا را رد یابی می کند)، یا ]]مدارهای الکتریکی[ و در دستگاه های مکانیکی به کار گرفته می شود.

تحلیل و مطالعه الگوریتم ها یک شاخه از علم کامپیوتر است و اغلب به طور انتزاهی (بدون استفاده از هیچ زبان برنامه نویسی خاص، یا دیگرابزار) انجام می شود. از این نظر، به دیگر disciplineهای ریاضی شبیه است که در آن ها تحلیل بر disciplineهای زمینه یک الگوریتم، تمرکز دارد و نه بر هر اجرای خاصی از الگوریتم. یک راه شامل کردن (و بعضی مواقع رمزگذاری) الگوریتم ها نوشتن شبه دستور العمل یا برنامه است.

بعضی برنامه نویسان تعریف "الگوریتم" را به رویه هایی که سر انجام پایان می پذیرند محدود می کنند. بعضی دیگر با این بهانه که برای انجام این اعمال دایمی به نهادی نیاز است، رویه های پایان نا پذیر را شامل می کنند. در حالت دوم پیروزی نتیجه را نمی توان توقف با یک خروجی معنادارتوصیف نمود.در عوض موفقیت باید برای سری های خروجی نا محدود تعریف شوند. برای مثال، الگوریتمی که مشخص می کند در یک سری دودویی نامحدود تصادفی تعداد صفرها بیشتر است یا یک ها، برای کارا بودن باید تا ابد در حال اجرا باشد. خروجی یک الگوریتم در صورت اجرای صحیح مفید خواهد بود: چون تا هنگامی که سری را برسی می کند اگر تعداد 0 های شمارش شده از 1 ها بیشتر شود.الگوریتم پاسخی مثبت می دهد، و بر عکس. برای این الگوریتم موفقیت را می توان به این صورت تعریف کرد که اگر تعداد 0 ها در این سری واقعاً از تعداد 1 ها بیشتر باشد، که یک پاسخ مثبت و در تمام حالات دیگر ترکیبی از جواب مثبت و منفی بدهد.

مثال:

فرض کنید آرایه ای از اعداد مرتب نشده تصادفی دارید وهدف ما پیدا کردن بزرگترین عدد است.با یک نگاه به مسئله متوجه می شوید که باید تمام اعداد آرایه را برسی کنید. با کمی فکر کردن متوجه می شوید که هر عدد را فقط یک بار باید بررسی کنید.با این جزییات در اینجا یک الگوریتم ساده برای آن آرایه شده است:

    فرض کنید که اولین عضو آرایه بزرگترین عدد است.

    عدد بعدی را با این عدد مقایسه کنید.

    فقط در حالتی که آن عدد بزرگتر است،آنرا بزرگترین عدد فرض کنید.

    مرحله 2 و 3 را تا پایان آرایه تکرار کنید.

در اینجا یک رمز گذاری رسمی تر یک الگوریتم در یک شبه برنامه که شبیه بیشتر زبان های برنامه نویسی است آمده است:

یک آرایه با نام "List" داریم.

largest = List1

counter = 2

while counter <= length(List):

if Listcounter > largest:

largest = Listcounter

counter = counter + 1

print largest

شرح نماد گذاری

    نماد " = " که در اینجا مورد استفاده قرار گرفت تخصیص را نشان می دهد. یعنی مقدار سمت راست رابطه به متغیر سمت راست تخصیص داده می شود.

    "Listcounter" نشان دهنده عنصرcounter ام آرایه می باشد. برای مثال، اگر مقدار counter"" برابر 5 باشد، "Listcounter" به پنجمین عنصر آرایه اشاره می کند.

    "<=" علامت "کوچکتر از، یا مساوی با" است.

توجه کنید در این الگوریتم فرض می شود آرایه دست کم دارای یک عضو است. این الگوریتم برای یک آرایه خالی کار نمی کند. بیشتر الگوریتم ها برای ورودی شان شرط هایی را قرار می دهند که به آن پیش شرط «pre-conditional )گفته می شود.

بیشتر مردمی که با الگوریتم ها کار می کنند دوست دارند بدانند یک الگوریتم به چه میزان از یک منبع خاص (مثل زمان یا حافظه) نیاز دارد. برای به دست آوردن مقادیر کمی، روش هایی برای تحلیل الگوریتم ها آرایه شده است.برای مثال، اگر طول آرایه را با حرف O به همراه nنشان دهیم الگوریتم بالا به زمانی برابر با O("n") نیاز دارد.

تاریخچه پیدایش الگوریتم

کلمه "الگوریتم" در اصل از نام ریاضی دان قرن نهم ، الخوارزمی ، گرفته شده است.کلمه الگوریسم«حساب در اصل تنها به قوانین انجام محاسبات با اعداد عربی اطلاق می شد، اما در قرن 18 به "الگوریتم "بسط یافت. در حال حاضر این کلمه شامل تمام روش های معین حل مسئله یا انجام یک کار می شود. اولین الگوریتم نوشته شده برای کامپیوتر، یادداشت هایی بر موتورهای تحلیلی از ادا بایرون «Ada Byron» بود که در سال 1842م نوشته شد و به خاطر آن، بسیاری او را اولین برنامه نویس می دانند. به هر حال، چون چارلز بابیج هرگز موتور تحلیلی خود را کامل نکرد، این الگوریتم بر آن اجرا نشد. نبود دقت ریاضی درتعریف " رویه های خوش تعریف (well-defined routines )" مشکلاتی را برای ریاضی دان ها، و منطق دانان قرن 19 و اوایل قرن 20 پدیدآورد. این مشکل تا حد زیادی با معرفی ماشین تورینگ، مدلی انتزاهی از کامپیوتر که توسط الن تورینگ تنظیم شد، و این بیان که هر روش توصیف "رویه های خوش تعریف" با یک ماشین تورینگ قابل شبیه سازی است، رفع شد (این جمله به قضیه Church-Turing معروف است). تعریف رسمی امروزی یک الگوریتم این است: یک الگوریتم، رویه ای است که بر یک ماشین تورینگ کاملا خاص و یا یکی از شکل های مشابه اش قابل اجرا باشد.علاقه اولیه تورینگ به مسئله توقف«halting problem)، یعنی تعیین زمانی که الگوریتم یک رویه ی پایان بخش را بیان می کند، بود. در شرایط کاربردی نظریه پیچیدگی محاسبه مهم تر می باشد. این نظریه شامل مسئله گیج کننده ی الگوریتم های موسوم به NP-complete است که معمولاً بیشتر از چند شکلی ها زمان می گیرد.

انواع الگوریتم را نام ببرید

راه های زیادی برای دسته بندی الگوریتم ها وجود دارد، تواناییها و قابلیت های هر دسته بندی موضوع بحث کنونی بوده است. یکی از معیار های دسته بندی اسلوب شناسی طرح و یا الگو می باشد. تعداد معینی الگو برای یک الگوریتم وجود دارد که هر کدام از بقیه متمایز است. از این گذشته هر دسته شامل نوع های مختلفی از الگوریتم ها می شود.چند تا از الگو های متداول عبارت است از:

    تقسیم و موفقیت. الگوریتم تقسیم و موفقیت مرحله های یک مسئله را به مراحل کوچکتری از آن مسئله (معمولاً با استفاده از روش باز گشتی )تقسیم می کند، تا وقتی که مستقیماً قابل بیان با زبان برنامه نویسی موجود شود.

    برنامه نویسی پویا. هنگامی که یک مسئله دارای زیر ساخت های بهینه است، یعنی هنگامی که راه حل بهینه ی یک مسئله شامل راه حل های بهینه زیر مسائل آن است (برای مثال، کوتاه ترین مسیر بین رأس های یک گراف شامل کوتاه ترین مسیر بین تمام رأس های آن است) این مسئله را از پایین به بالا با حل ساده ترین حالات در ابتدا و بعد حالات سخت تر، تا حل کامل مسئله ادامه می دهیم.این یک الگوریتم برنامه نویسی پویا نامیده می شود.

    روش حریصgreedy method. الگوریتم حریص همانند الگوریتم برنامه نویسی پویا است، با این تفاوت که در هر مرحله لازم نیست راه حل تمام زیر مسئله ها را پیدا کنید و فقط آن هایی که در آن موقع مناسب تر است را انتخاب می کنید.

    برنامه نویسی خطی. در روش برنامه نویسی خطی برنامه را به چندین نا مساوی خطی تبدیل و بعد سعی می کنیم ورودی ها را بیشینه (و یا کمینه) کنیم.بسیاری از مسائل (از جمله بیشینه شار برای رویه graph های جهت دار))را می توان به روش برنامه نویسی خطی بیان و بعد آن را با استفاده از یک الگوریتم "عمومی" مانند الگوریتمSimplex حل کرد.

    جست و جو و شمارش بسیاری از مسائل (از جمله بازی شطرنج) را می توان به عنوان مسائل گراف ها الگودهی کرد. یک الگوریتم جست و جوی گراف قوانینی رابرای حرکت در یک گراف مشخص کرده و برای این گونه مسائل مناسب است. این دسته همچنین شامل الگوریتم های جست و جو و backtracking می شود.

    الگوی احتمال و استدلال(probabilistic and heuristic) . الگوریتم های متعلق به این دسته بیشتراز بقیه با تعریف الگوریتم سازگارند. الگوریتم های احتمال انتخابی را به صورت تصادفی (یا شبه تصادفی)انجام می دهند. می توان ثابت کرد در بعضی مسائل سریعترین راه حل شامل مقداری شانس است. الگوریتم های عمومی برای یا فتن راه حل های یک مسائله عمل های تکاملی بیولوژیکی( (biologicalرابا چرخه ای از جهش های تصادفی که منجر به راه حل های درستی می شود، تقلید می کنند. به این صورت آن ها، تولیدمثل و "بقای قوی ترین" را شبیه سازی می کنند. با در نظر گرفتن اینکه خود الگوریتم "راه حلی" برای یک مسائله است در برنامه نویسی عمومی این روش تا الگوریتم ها گسترش می یابد. در الگوریتم های استدلالی هدف عمومی یافتن جواب آخر نیست، بلکه یافتن جوابی تقریبی در هنگامی که زمان و منابع یا فتن جواب کامل عملی نیست. یک نمونه از این الگوریتم ها simulated annealing است که الگوریتم های احتمالی استدلالی است و با یک مقدار تصادفی راه حل یک مسائله را تغییر می دهند. نامsimulated annealing به اصطلاح metallurgic به معنای گرم و سرد کردن آهن برای افزایش دوام مصونیت از ترک و عیب اشاره دارد. هدف از این مغایرت )variance) های تصادفی، یافتن راه حل های بهینه عمومی است نه راه حل های بهینه محلی، با این ایده که با نزدیک تر شدن الگوریتم به جواب این عنصر تصادفی کاهش می یابد.

معیار دیگر برای دسته بندی الگوریتم ها اجرای آن ها است. الگوریتم باز گشتی که در برنامه نویسی تابعی «functional programming) متداول است، الگوریتمی است، که تا رسیدن به حالتی خاص، مکرراً خود را فراخوانی می کند. الگوریتم ها با این فرض مورد بررسی قرار می گیرند که آن ها در یک زمان یک دستور از الگوریتم را اجرا می کنند.این کامپپیوتر ها را گاهی کامپیوتر های سری می نامند.الگوریتمی که برای چنین محیطی طراحی شود الگوریتم سری نامیده می شود در برابر الگوریتم موازی، که از معماری ای استفاده می کنند که در آن چند پردازنده می توانند در آن واحد بر یک مسائله کار کنند. احتمالاً الگوریتم های استدلالی مختلف در این دسته قرار می گیرند، همان گونه که اسم شان (مثل الگوریتم عمومی) عملشان را توصیف می کند.

تحقیق درباره مواد پليمری

بشر با تلاش براي دستيابي به مواد جديد, با استفاده از مواد ألي (عمدتا هيدروكربنها) موجود در طبيعت به توليد مواد مصنوعي نايل شد. اين مواد عمدتا شامل عنصر كربن , هيدروژن, اكسيژن, نيتروژن و گوگرد بوده و به نام مواد پليمري معروف هستند.

مواد پليمري يا مصنوعي كاربردهاي وسيعي , از جمله در ساخت وسايل خانگي , اسباب بازيها, بسته بنديها , كيف و چمدان , كفش , ميز و صندلي , شلنگها و لوله هاي انتقال أب , مواد پوششي به عنوان رنگها براي حفاظت از خوردگي و زينتي , لاستيكهاي اتومبيل و بالاخره به عنوان پليمرهاي مهندسي با استحكام بالا حتي در دماهاي نسبتا بالا در ساخت اجزايي از ماشين ألات, دارند.

پليمرها خواص فيزيكي و مكانيكي نسبتا خوب و مفيدي دارند . أنها داراي وزن مخصوص پاييين و پايداري خوب در مقابل مواد شيميايي هستند. بعضي از أنها شفاف بوده و مي توانند جايگزين شيشه ها شوند. اغلب پليمرها عايق الكتريكي هستند. اما پليمرهاي خاصي نيز وجود دارند كه تا حدودي قابليت هدايت الكتريكي دارند .

عايق بودن پليمرها به پيوند كووالانسي موجود بين اتمها در زنجيرهاي مولكولي ارتباط دارد. اما تحقيقات انجام شده در سالهاي اخير نشان داد كه امكان ايجاد خاصيت هدايت الكتريكي در امتداد محور مولكولها وجود دارد. اين نوع پليمرها اساسا از پلي استيلن تشكيل شده اند. با نفوذ دادن عناصري مانند فلزات قليايي يا هالوژنها (فرايند دوپينگ) به زنجيرهاي مولكولي پلي استيلن به ترتيب نيمه هاديهاي پليمري از نوع N و P به دست مي أيند. افزودن عناصر يا دوپينگ سبب مي شود كه الكترونها بتوانند در امتدا د اتمهاي كربن در زنجير حركت كنند. تفلون از مواد پليمري است كه به دليل ضريب اصطكاك پاييني كه دارد به عنوان پوشش براي جلوگيري از چسبيدن مواد غذايي در وسايل پخت و پز لستفاده مي شود.

ساختار پليمرها چگونه است

اغلب پليمرهاي متداول از پليمريزاسيون مولكولهاي ساده ألي به نام منومر به دست مي أيند. براي مثال پلي اتيلن (PE) پليمري است كه از پليمريزاسيون با افزايش (تركيب) چندين مولكول اتيلن به دست مي أيد. هر مولكول اتيلن يك منومر ناميده مي شود. با تركيب مناسبي از حرارت, فشار و كتاليزور , پيوند دوگانه بين اتمهاي كربن شكسته شده و يك پيوند ساده كووالانسي جايگزين أن مي شود. اكنون دو انتهاي أزاد اين منومر به راديكالهاي أزاد تبديل ميشود, به طوري كه هر اتم كربن يك تك الكترون دارد كه مي تواند به را ديكالهاي آزاد ديگر افزوده شود. از اين رو در اتيلن دو محل ( مربوط به اتم كربن) وجود دارد كه مولكولهاي ديگر مي توانند در آنجا بدان ضميمه شوند . اين مولكول با قابليت انجام واكنش , زير بناي پليمرها بوده و به (مر) يا بيشتر واحد تكراري موسوم است. واحد تكراري در طول زنجير مولكول پليمر به تعداد دفعات زيادي تكرارميشود. طول متوسط پليمر به درجه پليمرزاسيون يا تعداد واحدهاي تكراري در زنجير مولكول پليمر بستگي دارد. بنابراين نسبت جرم مولكولي پليمر به جرم مولكولي واحد تكراي به عنوان (درجه پليمريزاسيون) تعريف شده است . با بزرگتر شدن زنجير مولكولي ( در صورتي كه فقط نيروهاي بين مولكولي سبب اتصال مولكولها به يكديگر شود) مقاومت حرارتي و استحكام كششي مواد پليمري هر دو افزايش مي يابند.

به طور كلي فرايند پليمريزاسيون مي تواند به صورتهاي مختلفي مانند افزايشي , مرحله اي و .... انجام گيرد.در پليمريزاسيون افزايشي , تعدادي از واحدهاي تكراري به يكديگر اضافه شده و مولكول بزرگتري را به نام پليمر توليد مي كنند. در اين نوع پليمريزاسيون ابتدا در مرحله اول راديكال آزاد, با دادن انرژي (حرارتي , نوري) به مولكولهاي اتيلين با پيوند دوگانه و شكست پيوند دوگانه , به وجود مي آيد. سپس راديكالهاي آزاد با اضافه شدن به واحدهاي تكراري مراكز فعالي به نام آغازگر شكل ميگيرند و هر يك از اين مراكز به واحدهاي تكراري ديگر اضافه شده و رشد پليمر ادامه مي يابد . از نظر تئوري درجه پليمريزاسيون افزايشي مي تواند نامحدود باشد, كه در اين صورت مولكول زنجيره اي بسيار طويلي از اتصال تعداد زيادي واحدهاي تكراري به يكديگر شكل مي گيرد. اما عملا رشد زنجير به صورت نامحدود صورت نمي گيرد.هر چه قدر تعداد مراكز فعال يا آغازگرهاي شكل گرفته بيشتر باشد , تعداد زنجيرها زيادتر و نتيجتا طول زنجيرها كوچكتر ميشود و بدين دليل است كه خواص پليمرها تغيير مي كند. البته سرعت رشد نيز در اندازه طول زنجيرها موثر است . هنگامي كه واحدهاي تكراري تمام و زنجيرها به يكديگر متصل شوند, رشد خاتمه مي يابد.

از ديگر روشهاي پليمريزاسيون, پليمريزاسيون مرحله اي است كه در آن منومرها با يكديگر واكنش شيميايي داده و پليمرهاي خطي را به وجود مي اورند. در بسياري از واكنشهاي پليمريزاسيون مرحله اي مولكول كوچكي به عنوان محصول فرعي شكل مي گيرد . اين نوع واكنشها گاهي پليمريزاسيون كندنزاسيوني نيز ناميده مي شوند.

تحقیق درباره فیبرنوری

فیبر نوری یک موجبر استوانه‌ای از جنس شیشه یا پلاستیک که دو ناحیه مغزی و غلاف با ضریب شکست متفاوت و دو لایه پوششی اولیه و ثانویه پلاستیکی تشکیل شده است

مقدمه :

بعد از اختراع لیزر در سال 1960 میلادی ، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت.

خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال 1966 همزمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر اعلام شد که عملا در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود، تا اینکه در سال 1976با کوشش فراوان محققین ، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیمهای کواکسیکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود.

در ایران در اوایل دهه 60 ، فعالیتهای تحقیقاتی در زمینه فیبر نوری در مرکز تحقیقات منجر به تأسیس مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران گردید و عملا در سال 1373 تولید فیبر نوری با ظرفیت 50.000 کیلومتر در سل در ایران آغاز شد. فعالیت استفاده از کابلهای نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران شروع شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم متصل شوند. انتشار نور تحت تأثیر عواملی ذاتی و اکتسابی ذچار تضعیف می‌شود. این عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ، پراکندگی رایلی ، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند.

فیبرهای نوری نسل سوم چه ویزگی هایی دارند

طراحان فیبرهای نسل سوم ، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای حداقل تلفات و پاشندگی باشند. برای دستیابی به این نوع فیبرها ، محققین از حداقل تلفات در طول موج 1.55 میکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج 1.3 میکرون بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتا پیچیده‌تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم ، که حداقل پاشندگی ان در محدوده 1.3 میکرون قرار داشت، به محدوده 1.55 میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.اف ساخته شد.

کاربردهای فیبر نوری چیست

کاربرد فیبر نوری در حسگرها

استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه گیری کمیتهای فیزیکی مانند جریان الکتریکی ، میدان مغناطیسی ، فشار ، حرارت ، جابجایی ،آلودگی آبهای دریا ، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سالهای اخیر شروع شده است. در این نوع حسگرها ، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره گیری می‌شود، بدین ترتیب که خصوصیات فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیر پذیر می‌شود.

تصویر

کاربردهای فیبر نوری در  نظامی

فیبرنوری کاربردهای بی شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار ، کنترل و هدایت موشکها ، ارتباط زیر دریاییها (هیدروفون) را نام برد.

کاربردهای پزشکی فیبر نوری

فیبر نوری در تشخیص بیماریها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می‌توان دزیمتری غدد سرطانی ، شناسایی نارساییهای داخلی بدن ، جراحی لیزری ، استفاده در دندانپزشکی و اندازه گیری مایعات و خون نام برد.

فناوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید فیبر نوری ، ابتدا ساختار آن در یک میله شیشه‌ای موسوم به پیش سازه از جنس سیلیکا ایجاد می‌گردد و سپس در یک فرآیند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبر می‌گردد . از سال 1970 روشهای متعددی برای ساخت انواع پیش سازه‌ها بکار رفته است که اغلب آنها بر مبنای رسوب دهی لایه‌های شیشه‌ای در اخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.

روشهای ساخت پیش سازه

روشهای فرآیند فاز بخار برای ساخت پیش سازه فیبرنوری را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:

    رسوب دهی داخلی در فاز بخار

    رسوب دهی بیرونی در فاز بخار

    رسوب دهی محوری در فاز بخار

موادلازم در فرآیند ساخت پیش سازه

    تتراکلرید سیلسکون: این ماده برای تأمین لایه‌های شیشه‌ای در فرآیند مورد نیاز است.

    تتراکلرید ژرمانیوم: این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش سازه استفاده می‌شود.

    اکسی کلرید فسفریل: برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش سازه ، این مواد وارد واکنش می‌شود.

    گاز فلوئور: برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می‌شود.

    گاز هلیوم: برای نفوذ حرارتی و حباب زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد.

    گاز کلر: برای آب زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است .

مراحل ساخت فیبر نوری

    مراحل صیقل حرارتی: بعد از نصب لوله با عبور گازهای کلر و اکسیژن ، در درجه حرارت بالاتر از 1800 درجه سلسیوس لوله صیقل داده می‌شود تا بخار آب موجود در جدار داخلی لوله از آن خارج شود.

    مرحله اچینگ: در این مرحله با عبور گازهای کلر ، اکسیژن و فرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می‌شود تا ناهمواریها و ترکهای سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند.

    لایه نشانی ناحیه غلاف: در مرحله لایه نشانی غلاف ، ماده تترا کلرید سیلیسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالت بخار به همراه گازهای هلیوم و فرئون وارد لوله شیشه‌ای می‌شوند ودر حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی 120 تا 200 میلیمتر در دقیقه در طول لوله حرکت می‌کند و دمایی بالاتر از 1900 درجه سلسیوس ایجاد می‌کند.

    ذرات شیشه‌ای حاصل از واکنشهای فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتر از ناحیه داغ پرتاب شده و بر روی جداره داخلی رسوب می‌کنند و با رسیدن مشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال می‌شود. بطوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف می‌گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده و یکنواخت می‌شوند. بدین ترتیب لایه‌های شیشه‌ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجاد می‌گردد و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می‌دهد.