قسم الفيزياء يناقش رسالة ماجستير تبحث في تأثير المعاملة الحرارية و الضغط على الخواص الفيزيائية لبوليمر البولي كاربونيت

ناقش قسم الفيزياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة ( دراسة تأثير المعاملة الحرارية والضغط على الخواص التركيبية والميكانيكية والتوصيلية الكهربائية والحرارية للبوليمير بولي كاربونيت) للطالب (محمد مثنى غازي) التي انجزها باشراف التدريسية في القسم (ا.م.د مي عبد الستار محمد نجيب ).

ونوقشت الرسالة على قاعة المرحوم (أ. سالم عبد الحميد) من قبل السادة اعضاء لجنة المناقشة المدرجة اسمائهم في ما يأتي :

1. ا.د. خالد هلال حربي رئيسا

2. ا.م.د. اسيل مصطفى عبد المجيد عضوا

3. ا.م.د. سعاد حامد العيبي عضوا

4. أ.م.د. مي عبد الستار محمد نجيب عضوا و مشرفا

ويهدف البحث الى :

• دراسة الخواص الحرارية للبولي كاربونيت النانوي في ضغوط ودرجات حرارة مختلفة.

• دراسة الخواص الكهربائية للبولي كاربونيت النانوي في ضغوط ودرجات حرارة مختلفة.

• حساب درجة التبلور والحجم الحبيبي و المسافة البينية والمسافة بين الذرات للبولي كاربونيت النانوي في ضغوط ودرجات حرارة مختلفة.

وتم في هذا البحث دراسة الخواص التركيبية (Structural Properties) والتي تضمنت حيود الاشعة السينية (XRD) ,الخواص الكهربائية (Electrical Properties ) والتي تضمنت كل من :التوصيلية الكهربائية (σ_ac)و ثابت العزل الحقيقي (ε′) وعامل الفقد   (tan δ)   ,الخواص الحرارية ( Thermal Properties) والمتضمنة التوصيل الحراري ( K ) للبوليمر البولي كاربونيت النانوي (Nano polycarbonate) الياباني المنشأ كدالة لدرجة الحرارة والضغط , حيث كانت قيم الضغوط في هذا البحث MPa (0,61,65,69,73,78,82) و قيم درجات الحرارة  RT, 50,100,150,200,250) ºC) .

ان المعلمات التركيبية التي تم حسابها من حيود الاشعة السينية هي كل من الحجم الحبيبي (Grain size)، درجة التبلور (Degree of crystallinity) ,المسافة البينية (d-spacing) و المسافة بين الذرات (Inter-chain distance) وقد وجد ان جميع المعلمات السابقة  تزداد بارتفاع درجات الحرارة وتقل مع زيادة الضغط.

اظهرت نتائج الخواص الكهربائية ان قيم التوصيلية الكهربائية تزداد مع زيادة الضغط ودرجة الحرارة والتردد الا ان قيم عامل الفقد وثابت العزل الكهربائي قد اظهرت تناسبا عكسيا مع التردد و وتناسبا طرديا مع الضغط ودرجة الحرارة.

اما بالنسبة الى نتائج الخواص الحرارية فقد اظهرت ان التوصيلية الحرارية تتناسب عكسيا مع الضغط وطرديا مع درجة الحرارة.

 

وتوصل الطالب الى الاستنتاجات الاتية :

1- تؤدي المعالجة الحرارية للبولي كربونات إلى تحسين درجة التبلور فيها ، ولكنها ستنخفض عندما يزداد الضغط على العينة.

2- أفضل طريقة لقياس التبلور هي إنشاء مخطط كامل (XRD) ومقارنته بقيم نظرية موثوقة ، كما في قاعدة بيانات (ATHAS).

3- عند تسخين العينات ، ستزداد الطاقة الحرارية للجزيئات ، وبالتالي فإن خلية الوحدة سوف تتسع لتتسبب في حدوث تغييرات في الحجم الحبيبي و المسافة البينية . وعلى العكس عندما يزداد الضغط حيث يتم كسر الروابط التساهمية بين الجزيئات.

4- وجد ان  جميع الخواص الكهربائية والتي تتضمن عامل الفقد وثابت العزل الحقيقي والتوصيلية الكهربائية المتناوبة  تزداد قيمها مع زيادة درجة الحرارة والضغط.

5 – تم حساب الموصلية الكهربائية المتناوبة كدالة للتردد ولوحظ زيادة قيمها مع زيادة التردد.

6- تم حساب عامل الفقد وثابت العزل الحقيقي  للبولي كاربونيت كدالة للتردد ، ولوحظ انخفاض قيمها مع زيادة التردد.

---

Study Effect of Heat Treatment and Pressure on Structural, Mechanical Properties and Electrical and Thermal conductivity for the polycarbonate polymer

By Mohammed Muthana Ghazi

Supervised by Asst.prof.May Abdulsatar

Abstract

In this study, we studied the structural properties, which included X-ray diffraction and electrical properties, which included: ac-conductivity (σac), real dielectric constant (ε′) and loss tangent of dielectric (tan δ), thermal properties, including thermal conductivity (K) for the nano polycarbonate polymer (Japanese production) as a function of temperature and pressure

The pressure values in this study were (0, 61, 65, 69, 73, 78, 82) MPa and the temperature values were (RT, 50,100,150,200,250) ºC

The structural parameters calculated from x-ray diffraction are grain size, degree of crystalline, d-spacing and inter-chain distance. And it has been shown that all previous parameters increase with increasing temperatures and decrease with increasing pressure

The results of electrical properties showed that the values of electrical conductivity increased with increasing pressure, temperature and frequency. However, the values of the real dielectric constant and the loss tangent of dielectric have been shown to be inversely proportional to frequency while directly proportional to pressure and temperature

As for thermal properties, thermal conductivity is inversely proportional to pressure and directly with temperature