قسم الفيزياء ينظم محاضرة حول توصيف أغشية اكاسيد عناصر فلزية وارضية نادرة

نظم قسم الفيزياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) حلقة نقاشية بعنوان (أغشية اكاسيد عناصر فلزية وارضية نادرة : توصيف السطح , الخصائص الحرارية والميكانيكية , والتفاعل الكيميائي) حاضر فيها التدريسي د. حسين علي جان ميران.

وتهدف الحلقة النقاشية الى اعطاء فكرة عن موضوع دراسة الدكتوراه الخاصة بالتدريسي المبتعث في جامعة مردوخ في استراليا.

وبين المحاضر ان المعادن الفلزية الانتقالية وأكاسيدها برزت كمواد واعدة في مجموعة واسعة من التطبيقات ،  بالأخص في صناعة المحفزات والإضاءة والإلكترونيات وصناعة السيارات. تنبع هذه التطبيقات من الخصائص الفريدة لأكاسيد الفلزات الانتقالية كمواد لها خصائص ميكانيكية وبصرية ممتازة.

كما بين ان هذه الخصائص بدورها تدفع هذه المواد لتكون مستغلة في تطبيقات مختلفة التي تتناول تحسين الخصائص البصرية والميكانيكية للمواد. إن الخصائص الكيميائية وكذلك الخصائص الحرارية / الميكانيكية لهذه المواد غير معروفة إلى حد كبير. المعادن الأرضية النادرة ، كجزء من عائلة المعادن الانتقالية ، وأكسيداتها  أبدت ميزات وخصائص جيدة كمواد فعالة في العديد من المجالات الصناعية المهمة ، وهي صناعات السيارات والإلكترونيات.

ويرجع ذلك إلى الخصائص الفريدة لأكاسيد المعادن النادرة مثل السطوح المقاومة للأكسدة وصد المياه. يلعب هذا بدوره دورًا مهمًا في إطالة عمر الطلاء وتحسين صلابته ودعم استقراريته الحراريةفي ظل بيئات التشغيلية القاسية. لازالت الدراسات المتعلقة بالخصائص التركيبية والحرارية والبصرية والميكانيكية للأفلام ، والتي تتكون من أكاسيد فلزية انتقالية مجردة  أو مشوبة بها ، تحظى باهتمام بالغ من قبل العديد من الباحثين. عمليا، تم دراسة الخصائص المذكورة أعلاه لهذه الأفلام باستخدام مجموعة من تقنيات التوصيف  (التشخيصية) مثل (XPS) ، (XRD) ، (FESEM) ، (AFM) ) ،  (FTIR)  و (UV-vis) . تجريبيا ، حاول العديد من الباحثين دراسة الجوانب المختلفة للخواص الفيزيائية والكيميائية للمواد ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر ، دراسة الأسطح الأكثر استقرارا للمواد العديدة من خلال دراسة تفاعل السطوح  الغير مغتزلة (بدون عيوب) و / أو المختزلة  مع الأنواع الكيميائية التي تهدف إلى تفكيك أو تشكيل تلك الجزيئات الكيميائية. علاوة على ذلك ، نجحت الدراسات النظرية في محاكاة الخصائص البصرية والميكانيكية المختلفة للمعادن الانتقالية و للأكاسيد الأرض النادرة الطلائية.

التوصيات:

اوصى الباحث باهمية اجراء اعمال ومشاريع بحثية في مجال علم المواد وبالاخص اكاسيد العناصر الارضية النادرة  لما فيه من اهمية في التطبيقات الصناعية والتكنولوجيا الواسعة . كما اوصى بتوخي الدقة في تحليل النتائج البحثية والتي تودي الى الارتقاء بمستوى البحث العلمي . خلص الباحث ايضا بضرورة دعم الدراسة العملية التجريبية باجراء تحقيقات دراسية نظرية.

The Physics Department organizes a lecture on Transition and Rare-Earth Metal Oxides Coatings: Surface Characterization, Thermo-mechanical Properties, and Chemical Reactivity

By Dr.Hussein Ali Jan Miran

 Abstract

Transition metals and their oxides have emerged as promising materials in a wide array of applications, most notably in catalysis, lighting, electronics and automobile industries.  These applications are stemmed from the unique properties of transition metal oxides as materials having excellent mechanical and optical properties. These in turn push them to be exploited in different applications dealing with the improvement of optical and mechanical characteristics of materials.  The chemical as well as the thermo/mechanical characteristics of these materials are largely unknown. Rare earth metals, as a part of transition metal family, and their oxides have showed good features and characteristics as efficient materials in many important industrial fields, namely car and electronic industries.  This is due to the unique properties of rare metal oxides as oxidation resistant and water repelling surfaces. This in turn plays a crucial role in extending lifetime of the coatings, enhancing their hardness, and increasing their thermal stability under harsh operating environment. Investigations of structural, thermal, optical and mechanical properties of films, purely consisting of transition metal oxides or doped with them have been and is still the focal focus of many researches. Experimentally, the aforementioned properties of these films were probed using a combination of the characterization techniques such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), atomic force microscopy (AFM), ultra violet visible (UV-vis), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and nanoindentation. From theoretical point of view, many researchers attempted to underpin various aspects of material physical and chemical properties, including not limited to, study the most stable surfaces of numerous materials via study their stoichiometric and/or reduced surface reactivity with chemical species aiming to destructing or forming those chemical molecules. Furthermore, computational studies got successful in simulating experimentally-studied different optical, mechanical properties of transition metal and rare earth oxide coatings

Recommendations

The researcher has recommended to necessarily establish and conduct research projects in material science, most notably those related to transition and rare- earth oxides. This is due to the importance of such materials in many industrial and technological applications nowadays.Furthermore, the researcher stressed on the accuracy when analyzing research results as it would uplift the level of any scientific work aimed to be published in a high – quality research journal. Finally, it is crucial to support measured work by conducting theoretical investigation studies