قسم الفيزياء يناقش رسالة ماجستير تبحث في تصنيع مسحوق فائق التوصيل بواسطة الاحتراق التلقائي

Print Friendly, PDF & Email

ناقش قسم الفيزياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة (تصنيع المسحوق فائق التوصيل Y3Ba5Cu8O18 بواسطة الاحتراق التلقائي (التفاعل : تأثير نسبة حامض الستريك- نترات)) للطالبة (مروة وليد عبد الرحمن اسماعيل ) التي انجزتها باشراف التدريسي في القسم (أ.م.د. فاروق ابراهيم حسين).

ونوقشت الرسالة من قبل اعضاء لجنة المناقشة المدرجه اسمائهم :

أ.م.د. شهاب احمد زيدان                   رئيسا

أ.م.د طارق جعفر علوان                   عضوا

أ.م.د محمد عبد النبي ثجيل       عضوا

أ.م.د فاروق ابراهيم حسين       عضوا ومشرفا

ويهدف البحث الى :

-1 تحضير مركبات ( YBa2Cu3O7 )  و  ( (Y3Ba5Cu8O18 الفائقة التوصيل بطريقة تفاعلات الحالة الصلبة  (Solid state reaction) ومن ثم  تحضيرها بطريقة السول- جل (Sol – Gel) ذات الاحتراق التلقائي وذلك للحصول على مركب نانوي للمواد اعلاه  و دراسة مدى تحسن الخصائص.

2- استبدال عنصر الايتريوم ( Y ) بمادتي الرصاص والنحاس ( Pb,Cu ) لتحضير المركب  Pb 1.5Cu 1.5Ba5Ca5Cu8O18 )) بطريقتي تفاعل الحالة الصلبة (Solid state reaction) وطريقة السول – جل (Sol – Gel) ذات الاحتراق التلقائي  ودراسة تأثيرها على  الخصائص .

3- دراسة الخصائص التركيبية والكهربائية للمركبات أعلاه .

تم تحضير كل من المركبات ( YBa2Cu3O7) و((Y3Ba5Cu8O18 الفائقة التوصيل , بطريقتي تفاعل الحالة الصلبة (solid state reaction) والسول – جل (sol – gel)  النانوية ذات الاحتراق التلقائي, ودراسة مدى تحسن الخصائص التركيبية والكهربائية  للمركبين , وكذلك دراسة تأثير استبدال عنصر الايتريوم (Y) بعنصري الرصاص (Pb) والنحاس (Cu) للمركب ((Y3Ba5Cu8O18 في الخصائص التركيبية والكهربائية للحصول على المركب  Pb1.5Cu1.5Ba5Ca5Cu8O18)) وذلك بتحضيره بطريقتي تفاعل الحالة الصلبة والسول- جل ذات الاحتراق التلقائي .

تم تحليل نتائج فحوصات حيود الاشعة السينية (XRD) اذ تم تحديد كل من نوع التركيب ومعاملات الشبيكة (a,b,c) وحجم وحدة الخلية ومعرفة حجم البلرة بطريقتي ديباي شيرر (Debye Scherer) وويليامسون– هول (Williamson- Hall) اذ تشير النتائج الى ان المركب (Y123) و (Y358) يمتلكان التركيب المعيني القائم (Orthorhombic) وبالطريقتين, أما المركب (Pb1.5Cu1.5Ba5Ca5Cu8O18) فانه يمتلك التركيب الرباعي القائم (tetragonal) والمحضر بالطريقتين. و تم معرفة الحجم الحبيبي من خلال جهاز الماسح الالكتروني (SEM) للمركبات ( YBa2Cu3O7) و((Y3Ba5Cu8O18 والمحضرة بطريقة السول – جل النانوية ذات الاحتراق التلقائي اذ كان حجم البلرة للمركب Y358 أكبر بنسبة طفيفة من المركب Y123 , وبعدها تم قياس المقاومية الكهربائية وتحديد درجة حرارة الانتقال الحرجة الابتدائية (Tc(onset)) ودرجة حرارة الانتقال النهائية (Tc(offset)) التي تنعدم المقاومة الكهربائية عندها اي (=0ρ) وكذلك درجة حرارة الانتقال الحرجة المتوسطة (Tc(mid)) اذ بينت النتائج ان المركب (Pb1.5Cu1.5Ba5Ca5Cu8O18) يمتلك اعلى درجة حرارة حرجة (156.5) والمحضر بطريقة السول- جل النانوية ذات الاحتراق التلقائي, وتم الحصول على نتائج فحوصات الخواص العزلية التي تشمل ( ثابت العزل الحقيقي (έ) وثابت العزل الخيالي (ε″) وظل الفقد العزلي (tan δ) والتوصيلية المتناوبة (σac) ) وذلك  من خلال فحصها بجهاز (LCR-Meter) عند درجة حرارة الغرفة وبمدى تردد (5KHz – 1MHz) وتأثير الاستبدال في هذه الخواص اذ بينت النتائج ان كل من ثابت العزل الحقيقي والخيالي وظل فقد العزل لجميع المركبات التي تم تحضيرها تقل مع زيادة التردد ولكلتا الطريقتين أما التوصيلية المتناوبة فإنها تزداد مع ازدياد التردد للمركبات المحضرة نفسها ولكلتا الطريقتين . وأخيرا تم قياس ومعرفة محتوى الاوكسجين لكل من المركبات المحضرة بطريقة السول- جل النانوية ذات الاحتراق التلقائي اذ نلاحظ ان المركب (Pb1.5Cu1.5Ba5Ca5Cu8O18) يمتلك أعلى محتوى للاوكسجين من المركبين الاخريين وكانت (0.068548) والمحضر بطريقة السول- جل ذات الاحتراق التلقائي  .


Synthesis of Y3Ba5Cu8O18 superconductor powder by auto -combustion reaction: Effects of citrate – nitrate ratio

By Marwa Walid Abdulrahman

Supervised by Asst.prof . Dr. Farooq Ibrahim Hussain

The Abstract

In this work, both YBa2Cu3O7 and Y3Ba5Cu8O18 superconductors were prepared in solid state reaction and sol- gel auto-combustion reactions, the study of the improvement of structural and electrical properties for   two compounds, Replace the element (Y) by lead (Pb) and copper (Cu) of the compound (Y3Ba5Cu8O18) on the structural and electrical properties to obtain about the compound (Pb1.5Cu1.5Ba5Ca5Cu8O18) by preparing for both solid state and auto-combustion reactions.

The results of x-ray diffraction tests (XRD) were analyzed. Both the type of structure and the (a ,b, c) and the size of the cell unit were determined and the size of the crystal was determined by Debye Scherer and Williamson-hall Where the results indicate that the compound (Y123) and (Y358) have the existing structure of the existing (Orthorhombic) by the two methods. The compound (Pb1.5Cu1.5Ba5Ca5Cu8O18) has tetragonal structure and is prepared in both methods. The grain size was determined by the scanning Electron Microscope (SEM) for (YBa2Cu3O7) and (Y3Ba5Cu8O18) and prepared by auto-combustion method where the size of the crystal of the Y358 was slightly larger than the Y123 compound. Electrical resistivity was measured and the initial transfer temperature (Tc(onset)) and the final transfer temperature (Tc(offset)), which lacked electrical resistance (ρ=0) and the intermediate critical temperature (Tc (mid)),where the results showed that the compound (Pb1.5Cu1.5Ba5Ca5Cu8O18) has the highest critical temperature (156.5) and is prepared by auto-combustion method ,Dielectric constant (real & imaginary) ,loss tangent and alternating electrical conductivity) were studies by examining the LCR-Meter at room temperature of the frequency and range (5KHz – 1MHz) and the effect of substitution on these properties ,where the results showed that the dielectric constant (real & imaginary) ,Loss tangent for all the compounds that were prepared decreased with increasing frequency and both methods. The alternating conductivity increases with increasing frequency of the same prepared samples for both methods .Finally, the oxygen content of each of the prepared compounds was measured and measured by auto-combustion method. We note the compound (Pb1.5Cu1.5Ba5Ca5Cu8O18) has the highest oxygen content of the other two compounds (0.068548