Projektförslag för kandidatarbete inom inst. Kemi och kemiteknik och
Biologi och bioteknik
Stokastisk modellering av topologiska effekter på oxidation
av partiklar
Bakgrund
Metall i kontakt med syre leder ofta till att ett relativt tunt oxidskikt
bildas som ofta skyddar den underliggande metallen från ytterligare oxidation.
Detta oxidationsförlopp har studerats noggrant och dess kinetik är känt. Man
kan även studera detta fenomen med stokastiska eller Monte-Carlo simulationer
där man simulerar partiklar som rör sig slumpmässigt på ett rutnät. Dessa
skulle kunna vara syrejoner som oxiderar en metall och där
sannolikhetsfördelningarna för rörelse beror då på hur dess omgivning ser ut.
Intressanta frågor inkluderar:
-
Vid högtemperaturoxidation
av aluminiumlegeringar så vet man att oxidationen är begränsad av gränsytedensiteten
(eng. grain boundary density) i den växande oxiden. Det skulle vara intressant
att se om man kan modellera detta beteende stokastiskt och få en handskakning med
matematiken.
-
Ofta studeras
större system där kanteffekter har en försvinnande liten effekt och åsidosätts
genom att tillämpa periodiska randvillkor. Vi vill gärna se hur formen av mindre
partiklar påverkar dess oxidationsförlopp.
Problembeskrivning
Genom att skriva egna och ändra i befintliga MATLAB-program som simulerar
stokastiska partikelrörelser, så vill vi få en handskakning mellan analytiska
uttryck för oxidation och stokastiska modeller. Finns intresse så även studera
oxidation av partiklar med icke-konventionell topologi.
Genomförande /Viktiga moment/teknikinnehåll
1a. Litteraturstudie – legeringar, oxidation
1b. Introduktion till det stokastisk modellering
2. Modellera olika scenarion gällande oxidation.
3. Analysera resultat
Speciella förkunskapskrav: MATLAB-programmering
Möjlig målgrupp: K, KF, F
Gruppstorlek: 4-6 studenter
Förslagsställare/kontaktperson/huvudhandledare: Dr. Vedad Babic
Övriga handledare: Prof. Itai Panas