مناقشة أطروحة طالب الدكتوراه حسين سليمان محمود من قسم علوم الفيزياء

ناقش قسم علوم الفيزياء في كلية العلوم بجامعة ديالى أطروحة طالب الدكتوراه حسين سليمان محمود الموسومة تحضير وتوصيف موائع مغناطيسية نانوية فيرايتية وذلك في يوم الاحد الموافق 2021/5/30 وعلى قاعة الشهيد ذكاء عبد الأمير في الكلية.

أوضح الباحث أن هذه الاطروحة بُنيت على مفهومين مختلفين ، أولهما إعداد الحبيبات النانوية المغناطيسية ذاتية التنظيم من خلال توليف الحبيبات النانوية لـ Mn_1-xZn_xFe₂O₄ ، والثاني هو تعزيز كفاءة تسخين المغنتايت من خلال توليف الحبيبات النانوية كما تمت دراسة تأثير استبدال الزنك على الخواص التركيبية والخصائص المغناطيسية وكفاءة التسخين لعينات السوائل الممغنطة.

حيث تم تحضير الحبيبات النانوية لـ Mn_1-xZn_xFe₂O₄ بطريقة الترسيب المشترك وتلاه المعالجة الحرارية في مفاعل الأوتوكلف الحراري المائي ، حيث تتغير قيمة x من (0-0.5) ومقدار التغير 0.1 في كل تجربة. أظهرت نتائج حيود الاشعة السينيةXRD صعوبة تحضير MnZn-ferrite مباشرة باستخدام طريقة الترسيب المشترك. أكدت صور المجهر الالكتروني الماسح (FE-SEM) أن طريقة التحضير نتجت حبيبات نانوية كروية مع تغيير طفيف في توزيع حجم الحبيبات ، وكذلك تقلص حجم الحبيبات بعد المعالجة الحرارية. يقدر متوسط حجم الحبيبات بحوالي 20nm) (.

أظهرت مطيافية الاشعة تحت الحمراء (FT-IR) حزمتي امتصاص مميزتين. تم تحديد حزم الامتصاص عند 617(cm^-1) و ~426 (cm^-1) تعود لمواقع رباعي السطوح وثماني السطوح على التوالي. وان حزم الامتصاص لمواقع رباعي السطوح تميل نحو الترددات العالية مع زيادة محتوى الزنك.

اعتمادا على الفحوصات المغناطيسية، تشير الدراسة إلى أن حجم الحبيبات صغير بما يكفي لتتصرف بشكل حبيبات بارامغناطيسية فائقة . تتطابق منحنيات حلقة التباطؤ تمامًا، مما يدل على تكوين مواد مغناطيسية ناعمة نموذجية.

تمت دراسة كفاءة التسخين للسائل الممغنط ذو الأساس المائي عند مجال مغناطيسي شدته(6.5kA/m) وترددkHz) (190. أظهرت النتائج أن معدل تسخين عينات السوائل الممغنطة x=0.3,0.4,0.5)) لم يتغير. كما أن ثبات درجة الحرارة عند) (44 عندما x = 0.1 يجعلها مفضلة في علاج ارتفاع الحرارة كحبيبات نانوية مغناطيسية ذاتية –التنظيم. اعتمادًا على الزيادة في منحنى التسخين، تم حساب التأثرية المغناطيسية وزمن الاسترخاء الفعال وزمن الاسترخاء لنيل.

كما ان المجموعة الثانية من مسحوق البلورات النانوية (حيث x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1) تم توليفها بطريقة الترسيب المشترك وتلاه المعالجة الحرارية في مفاعل الأوتوكلاف. تم تحديد الخصائص التركيبية للعينات باستخدام حيود الأشعة السينية. أظهرت النتائج أن جميع العينات لها البنية المغزلية وأن أيونات الزنك تدخل في التركيبة المغزلية. فضلا عن أنها تكشف عن تشكلً طور فيرايت احادي. كشفت صور المجهر الالكتروني الماسح (FE-SEM) أن جميع العينات لها شكل كروي متجانس مع توزيع ضيق لحجم الجسيمات (حوالي 20nm).

أظهرت مطيافية الاشعة تحت الحمراء (FT-IR) حزمتي امتصاص مميزتين يقعان في المنطقة ~561 و ~376 cm^-1مما يشير إلى تكون التركيبة المغزلية للفرايت.

الفحوصات المغناطيسية التي أجريت في درجة حرارة الغرفة باستخدام نموذج الاهتزاز المغناطيسي (VSM) على نوعين من العينات ؛ حبيبات نانوية مكثفة (متكتلة) وحبيبات نانوية مشتتة في شمع البرافين . أظهرت كلا النوعين من العينات قهرية مغناطيسية و مغنطة متبقية تكاد تكون مهملة. كما كشفت عن وجود جسيمات نانوية مغنطيسية فائقة غير محجوبة في العينات عند درجة حرارة الاختبار. لوحظ تباين كبير في قيمة مغنطة التشبع من خلال تغيير محتوى الزنك في التركيبة ، وبلغت أعلى قيمة لها عند) (x = 0.5، ثم تقل مغنطة التشبع تدريجياً مع زيادة محتوى الزنك.

كفاءة تسخين عينات السوائل الممغنطة ذات الأساس المائي أجريت من خلال تجارب ارتفاع الحرارة. تم اختباره عند مجال مغناطيسي متناوب قدره ) (6.5 kA/m وتردد) 270 KHz (، وأظهرت النتائج أن خسائر القدرة الفعلي (ILP) قد تضاعفت عند x = 0.3 مقارنة بالمغنتايت.

وقد تألفت لجنة المناقشة من السادة المدرجة أسماؤهم أدناه:

أ. د. نبيل علي بكر / جامعة ديالى / كلية العلوم .. رئيساً
أ. د. مهدي حسن سهيل / جامعة بغداد / كلية العلوم .. عضواً
أ. د. شهاب احمد زيدان / الجامعة التكنولوجية / قسم العلوم التطبيقية .. عضواً
أ. د. عدنان رعد احمد / جامعة تكريت / كلية التربية للعلوم الصرفة .. عضواً
أ. م. د. محمد حميد عبد الله / جامعة ديالى / كلية العلوم .. عضواً
أ. د. تحسين حسين مبارك / جامعة ديالى / كلية العلوم .. عضواً ومشرفاً
أ. د. صباح محمد علي رضا / جامعة كركوك / كلية التربية للعلوم الصرفة .. عضواً ومشرفاً