قسم الفيزياء يناقش رسالة ماجستير تدرس حاصل ترذيذ السبائك المعدنية بقصفها بالايونات المختلفة

ناقش قسم الفيزياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة (دراسة حاسوبية لحاصل ترذيذ السبائك المعدنية بقصفها بوساطة أيونات مختلفة عند سقوطها العادي والمائل ) للطالب ( نعيم ناهي عبد علي ) التي انجزها باشراف التدريسية في القسم (م. د. أيناس أحمد جواد ).

ونوقشت من قبل اعضاء لجنة المناقشة  المدرجة اسمائهم فيما يلي:

أ. م . د.  مصطفى كامل جاسم             رئيسا

أ.م . د. سميرة احمد ابراهيم                عضوا

أ.م .د.   أنتصار هاتو هاشم                عضوا

م . د.  ايناس أحمد جواد                    عضوا و مشرفا

 

 من خلال دراسة كمية حاصل الترذيذ في السبائك (BeCu ، النحاس ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، المونيل – 400) المستهدفة من قبل أيونات الثلاثة الاركون والنتروجين والاوكسجين ومعظمها في الغلاف الجوي ، والتي يمكن كشفها للمواد المعدنية. يتم تحديد السبائك التي يكون فيها العائد المتقطع منخفضًا. بعد الانتهاء من الدراسة الحالية ، يمكن اقتراح سبيكة حيث يكون هناك أقل قدر ممكن من الاخرق. من أجل الحد من الأضرار الاقتصادية الناجمة عن الاخرق ، بما في ذلك الأجهزة العلمية والصناعية.

تم في هذا البحث دراسة سلوك حاصل الترذيذ للسبائك المعدنية BeCu) , ,Brass  Monel-400  , Stainless- (Steel والتي تم قصفها بأيونات Ar ) و N2 و( O2  باستخدام برنامج TRIM (نقل الأيونات في المواد) ، وهو برنامج يستخدم خوارزمية مونت كارلو لمحاكاة عملية الترذيذ. كان اختيار السبائك المستخدمة في هذه الدراسة بسبب أهميتها الكبيرة واستخداماتها في العديد من التطبيقات المهمة مثل أدوات القياس الدقيقة والفضاء.

كان عرض السبيكة المستخدمة في هذه الدراسة هو 1000 أنكستروم وعدد الأيونات هو 5000 بسبب نتائجنا المستحصلة  ثبت أن أي تغيير في عدد الأيونات يؤدي إلى تغييرت طفيفة وليست كبيرة في حاصل الترذيذ  وان استخدام 5000 أيون في الواقع يقلل من وقت العمليات الحسابية.

أظهرت النتائج أن الدراسة النظرية لحساب حاصل الترذيذ  من السبائك المعدنية التي تم قصفها بأيونات مختلفة  (Ar, N2 ,O2) في الحالات طبيعية والمائلة تعتمد بشكل أساسي على عدة عوامل مهمة وهي : طاقة الايون، زاوية السقوط ، العدد الذري والكتلي للأيونات الساقطة  ، العدد الكتلي والذري للهدف ، وتركيز العناصر المستخدمة في السبائك. تشير النتائج التي تم الحصول عليها لهذه الدراسة إلى أن حاصل التريذ  يعتمد بشكل مباشر على هذه المعلمات. ان تغيير طفيف في زاوية السقوط  من حزمة  الأيون والطاقة يؤدي إلى تغيير كبير وواضح في العائد الاخرق.

تظهر نتائج دراسة هذه الرسالة زيادة في حاصل الترذيذ  بزيادة العدد الذري لأيونات القصف على السبائك المستهدفة ، وهي الأرجون والنيتروجين والأكسجين. الاعتماد غير الخطي لحاصل الترذيذ على تركيزات العناصر المستخدمة في السبائك المستهدفة. كما أظهرت النتائج أن التغير الطفيف في الطاقة السطحية للهدف (زيادة ونقصان على حد سواء) يؤدي إلى تغيير كبير وهام في حاصل الترذيذ. ولتوضيح الرسوم البيانية بين متغيرات تم استخدام برامج عالمية مثل MATLAB و ORIGIN 8 و IGOR. بالإضافة إلى ذلك ، تم تضمين نتائج العمليات الحسابية الموجودة في معاملات المنحنى في المعادلات شبه التجريبية لجميع المتغيرات.

---

Computer investigations of  sputtering yields for the Metals alloys Bombarding by different ions at Normal and oblique incidence

By Naim Nahy Abd Ali

Supervised by lect.Dr.Enas Ahmed Jawad

The Abstract

 The behavior of the sputtering yield for metallic alloys (BeCu,Brass,Monel-400, and Stainless-Steel) which was bombarded with ions (Ar, N2, and O2), was studied using the TRIM (Transport of Ions in Matter)program, a program that uses the Monte Carlo algorithm to simulate the sputtering process. The selection of alloys used in this study was due to its great importance and its uses in many important applications such as precision measuring instruments and space.

The width of the alloy used in this study is 1000 and the number of ions is 5000 because of our results proved that any change in the number of ions leads to aslight change in the yield is not significant and the use of 5000 ion actually reduces the time of calculations

The results showed that the theoretical study to calculate the sputtering yield of metal alloys that were bombarded by different ions (Ar, N2, and O2 in normal and oblique incidence depends mainly on several important parameters: ionic energy, incident angle ,atomic and mass number of incident ions, mass and atomic number of target, and concentration of elements used in alloys. The results obtained for this study indicate that SY is directly dependent on these parameters. A slight change in the angle of the incident from the ion beam and energy leads to a significant and clear change in the sputtering yield

The study results of this thesis show an increase in S.Y with an increase in the atomic number of the bombarding ions of the target alloys, which are argon, nitrogen and oxygen. The Non-linear dependence of the sputtering yield on the concentrations of the elements used in the target alloys. As the results showed that a slight change in the surface energy of the target (both increase and decrease) leads to a significant and significant change in the yield of the sputtering. To illustrate the graphs between variables global programs such as MATLAB, ORIGIN 8, and IGOR were used. In addition, the results of the calculations found in the coefficients of the curve were contained in the quasi-experimental equations of all variables