Thermodynamic properties of the high-pressure phases in solid nitrogen close to phase transitions
Faz geçişleri yakınında katı azotun yüksek basınç fazlarının termodinamik özellikleri
- Tez No: 651704
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN HAMİT YURTSEVEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Bu tezde, katı nitrojenin titreşim frekansları ve faz diyagramı literatürden gözlemlenen veriler kullanılarak incelenmiştir. Bu araştırmada, katı azotun termodinamik ve spektroskopik özelliklerini değerlendirmek için deneysel verilere çeşitli modeller uygulanmıştır. Hacme bağlı olan Grüneisen parametresi hesaplanarak, katı nitrojenin iç (vibronlar) ve dış modları (lattice) için Raman ve IR frekanslarının basınç ve sıcaklık bağımlılığı tahmin edilmi¸stir. Katı nitrojenin P-T faz diyagramını hesaplamak için özellikle Landau fenomenolojik modeline dayanan ortalama alan teorisi kullanılmıştır. Ayrıca bu modeli kullanarak, ters duyarlılığı, entropiyi, ısı kapasitesini ve ısıl genleşmeyi faz geçişine yakın sıcaklığın bir fonksiyonu olarak tahmin ettik. Termodinamik özelliklerin değerlendirilmesiyle ilgili olarak, termodinamik fonksiyonların sıcaklık bağımlılığını da literatürden elde edilen frekans kayması ve hacim verilerinden tahmin ettik ve termodinamik ve spektroskopik büyüklükler için doğrusal ilişkiyi oluşturmak için Pippard bağıntılarını kullandık. Ba¸ska bir hesaplama olarak, harmonic olmayan öz enerji yoluyla basıncın bir fonksiyonu olarak frekans kayması ve sönümleme sabitini (FWHM) hesapladık. Spektroskopik özelliklerin (frekans kayması, sönümleme sabiti) değerlendirmesine göre, sönümleme sabitini sabit basınçlarda sıcaklığın bir fonksiyonu olarak elde etmek için sanki spin-fonon birleştirme (PS) ve enerji dalgalanması (EF) modellerini de kullandık. Ters gevşeme süresi ve sıcaklığın bir fonksiyonu olarak aktivasyon enerjisi de faz geçişine yakın olarak hesaplandı. Bu hesaplamalara ek olarak, çeşitli basınç ve sıcaklıklarda termodinamik ve dielectric özelliklerini kübik gauche katı nitrojenin Raman frekansları kullanılarak analiz edildi. Tüm bu hesaplamalar, analiz için kullanılan yöntemlerin, faz geçişlerine yakın di˘ger bazı moleküler katılara da uygulanabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the vibrational frequencies and the phase diagram of solid nitrogen are investigated by using observed data from the literature. For this investigation, various models are implemented to the experimental data in order to evaluate observed behavior of thermodynamic and spectroscopic properties of solid nitrogen. By means of the calculating Grüneisen parameter which depends on the volume, the pressure and temperature dependence of the Raman and IR frequencies are estimated for the internal(vibrons) and external modes (lattice) of solid nitrogen. Especially, the mean field theory based on Landau phenomenological model is used to calculate P-T phase diagram of solid nitrogen. Also by using this model, we estimate the inverse susceptibility, the entropy, the heat capacity and the thermal expansion as a function of temperature close to the phase transition. Regarding to evaluation of the thermodynamic properties, we also predict temperature dependence of the thermodynamic functions from frequency shift and volume data which are obtained from literature and we use the Pippard relations to establish linearity for thermodynamic and spectroscopic quantities. As another calculation, we calculated the frequency shift and damping constant (FWHM) as a function of pressure via the anharmonic self energy. According to the evaluation of spectroscopic properties (frequency shift, damping constant) , we also use the pseudospin-phonon coupling (PS) and the energy-fluctuation (EF) models to obtain the damping constant as a function of temperature at constant pressures. The inverse relaxation time and the activation energy as a function of temperature are also calculated close to the phase transition. In addition to these calculations, we analyze the thermodynamic and dielectric properties at various pressures and temperatures by using the Raman frequencies of cubic gauche solid nitrogen. All these calculations indicate that the methods used for analysis can also be applied to some other molecular solids close to phase transitions.
Benzer Tezler
- Plazmada nitrürlenmiş Ti-6Al-4V alaşımının difüzyon kinetiği ve aşınma davranışının incelenmesi
Investigation of diffusion kinetics and wear behaviour of plasma nitrided Ti-6Al-4V alloy
ŞÜKRÜ TAKTAK
Doktora
Türkçe
2002
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATEM AKBULUT
- Ni/ZnO nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz tekniğiyle üretimi
Production of Ni/ZnO nanocomposite particles via ultrasonic spray pyrolysis (USP) method
İLAYDA KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Development of extruded high impact polystyrene foams
Ekstrüzyon yöntemiyle yüksek darbe dayanımlı polistiren köpük malzemesinin geliştirilmesi
EMRE DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Development and characterization of high entropy (HfTiZrMn/Cr)B2 based ceramics
Yüksek entropi (HfTiZrMn/Cr)B2 bazlı seramiklerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
İLAYDA SÜZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUYGU AĞAOĞULLARI
- Kompleks hidrit nanoparçacıkların sentezi ve hidrojen kinematiğinin araştırılması
Synthesis of the complex hydride nanoparticles and investigation of their hydrogen kinematics
SERKAN AKANSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
EnerjiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞADAN ÖZCAN