Digital Repository for Physics

يعتبر هذا البحث جزء من مشروع شامل يهدف لدراسة وتحسين الخواص الميكانيكية السطحية لمنظومة سبائك الألومنيوم – سيليكون، التي تقسم في العادة إلى ثلاث مناطق مختلفة في الخواص وأيضاً في التركيب من حيث نسبة تركيز السيليكون وهي: Hypoeutectic, Eutectic, Hypereutictic ويعزى السبب في ذلك لخواص سبائك الألومنيوم– سيليكون المفيدة كخفة الوزن و سهولة السباكة لذا فهي تعتبر من المواد الجديدة المستعملة بشكل كبير في الصناعات الفضائية، كالمركبات الفضائية و الطائرات وتدخل أيضاً في صناعة قطع المحركات الداخلية كالمكابس وغيرها. ما يحد من إستخدام هذه المواد في هذه الصناعات هو إنخفاض الصلادة ومقاومة التلف لسطوحها. الهدف من وراء هذا البحث هو تحسين هذه الخواص لسطوح السبائك التالية: Hypoeutectic Al-8%Si alloy., Eutectic Al-12%Si alloy وذلك بإستعمال المعالجة السطحية الليزرية. تم في البداية تحضير السبائك المذكورة المرغوب دراسة وتحسين الخواص الميكانيكية لسطوحها، وذلك بإستخدام فرن الصهر (Carbolite – England) الذي يعمل بدرجة حرارة قصوى (1100oC) وبعد إنجاز عملية السباكة تم تجهيز العينات بالطرق المعتادة : قطع، تجليخ، تلميع …الخ. أستخدم شعاع ليزر الياقوت (Ruby Laser) بكثافة قدرة (~ 3x105 W/cm2) لتحسين مقاومة التلف والصلادة لسطوح السبائك المذكورة وذلك بإجراء ثلاث معالجات مختلفة: تعديل التركيب السطحي بواسطة الصهر السريع للسطح عن طريق شعاع الليزر ثم التبريد السريع الذاتي (Self-quenching) للطبقة السطحية لسبائك الألومنيوم– سيليكون المذكورة. حقن (Impregnate) سطوح السبائك بقطع كربيد السيليكون ((SiC وذلك بإدخال القطع المثبتة على سطح السبيكة إلى أعماق محددة، أثناء صهر سطح السبيكة بواسطة الشعاع الليزري، وقد أستخدمت ثلاث أحجام مختلفة من هذه القطع لدراسة تأثير كل حجم في تحسين مقاومة التلف للسطح. إجراء عملية سباكة سطحية بإستخدام شعاع الليزر بإضافة عنصر النيكل الذي أعد على هيئة مسحوق مثبت على سطح السبيكة، حيث يذوب النيكل أثناء عملية ذوبان سطح السبيكة وتتم عملية الدمج بوجود قطع كربيد السيليكون في نفس الوقت، وبعد عملية التصلب السريع (Rapid Solidification) يتم الحصول على طبقات ذات سطوح تتمتع بمقاومة تلف عالية وصلادة مرتفعة. تم دراسة الصلادة كدالة في عدد النبضات على المنطقة المعالجة. للوقوف على المكونات الكيميائية للعينات المستعملة قبل المعالجة، تم إجراء إختبار التحليل الكيميائي للسبائك بإستخدام جهاز(Metal Analyzer 3460 – B)، أيضاً تم إجراء إختبار حيود الأشعة السينية (X-Ray diffraction ) للسبائك المعالجة. وبعد أن قطعت العينات المعالجة عرضياً عند مركز التأثير الليزري تم تصوير سطوح السبائك المعالجة و الغير معالجة بعد تجهيزها لهذا الإختبار (تجليخ – تلميع وإظهار كيميائي)، تمت عملية التصوير بإستخدام ألة تصوير فوتوغرافي من نوع (Aristomet) مثبتة على مجهر ضوئي ذو إمكانية تكبير تصل إلى1000 مرة. الهدف من ذلك هو معرفة التركيب السطحي الدقيق وإمكانية ملاحظة التغيرات التي طرأت على هذه السطوح وربما ظهور أطوار جديدة نتيجة للمعالجة الليزرية. لدراسة التحسن في قيمة الصلادة في المنطقة المعالجة كدالة في عمق التأثير الليزري من جهة وتغيرها أفقياً تحت السطح بعمق ~ 25 ميكرومتر، أجريت قياسات الصلادة بإستخدام جهاز (Micromet II)، وتشير النتائج إلى أن الصلادة تزداد بشكل عام نتيجة المعالجة بالليزر، إلا إنها تتناقص مع زيادة العمق عن السطح. كما أستعمل جهاز (disc Pin – on - ، لدراسة التحسن في مقاومة التلف للسطوح المعالجة بمقارنتها بالسطوح غير المعالجة وذلك كدالة في حجم قطع كربيد السيليكون، وتشير النتائج إنه كلما زاد حجم القطع المذكورة زادت مقاومة التلف. أخيراً أجريت مقارنة في كل من إختبارات الصلادة ومقاومة التلف بين العينات التي بدون نيكل وأخرى بعد إضافة النيكل إلى سطحها عن طريق المعالجة الليزرية، و أتضح إن وجود عنصر النيكل يحسن في نتائج كل من الصلادة ومقاومة التلف.

Abstract

The current work is part of a general study being undertaken to investigate the effect of laser surface impregnation of some near eutectic binary Al-Si alloys with ceramic particles on the structure and some mechanical properties of these alloys. Two alloy compositions, Al-8%Si and Al-12%Si have been prepared. Discs of these as cast alloys have been used as substrates for laser beam processing. Pulsed Ruby laser of power density ~ 3x105 W/cm2 has been used to impregnate SiC powder of three different particle sizes into the substrate surface. In one series SiC alone was mixed with a special glue and used to coat the substrate surface. In the second series SiC was blended with Ni powder before being mixed with the glue. The substrates were subjected to laser radiation of fixed power (88 W) but different number of shots (1, 2, 4, and 8). The laser affected zones, (LAZ), have been metallographically studied on sections passing through the LAZ diameter perpendicular to the irradiated surface. Microhardness measurements were performed across the LAZ and into their depth. Representative specimens of specific dimensions were subjected to laser shots forming square pattern and used to study their wear performance using the pin on disc technique. X-ray diffraction patterns of the laser treated specimens have been also studied. The results revealed complete dissolution of Si into the aluminum matrix in both substrate alloys. The homogeneity of the structure and mechanical properties has been improved with increasing the Si content of the substrate alloy (towards the eutectic composition) and with the number of laser shots, but slightly deteriorated with Ni additions. The incorporation and penetration of SiC particles into the substrate surface increased with increasing the number of shots and with Ni additions. These same factors were found to favor the formation of new inter-metallic phases which may additionally harden the structure. Laser remelting has almost doubled the microhardness in the LAZ. The number of shots did not affect the average hardness of the LAZ, but Ni additions increased it by 11-15%.The relative wear resistance of the laser treated substrates showed marked increase with the Si content, the SiC particle size and Ni additions. X-ray diffraction revealed noticeable decrease in the lattice parameter of the matrix αAl solid solution indicating intensive super-saturation of the Al- matrix by Si.
محسن الرخيص (2001)

حل مسالة القيمة الذاتية للنمطين الكهربي TE و المغناطيسي TM المستعرضين لالفالم الرقيقة دورية الطبقات. arabic 241 English 4
عبدالسلام إمحمد إبراهيم ابوبكر, عبدالعزيز أحمد الكويلاني, علي امحمد بشير المجاهد(7-2019)

In this research paper it was studied the electric behaviour of ferrite zinc material[1][3][5] [9][12][16][19][24] added to it manganese iron (Mn+2) [2][4][11][13][19][20][25] according to the chemical formula: Mnx, Zn1-x, Fe2O4; X= 0.0, 0.2, 0.4 and 0.6, which was prepared by the traditional ceramic method. This matter is classified as one of the ferromagnetic [9][14][16][17] materials of multi-crystalline structure. X-ray diffraction technology was used for all samples and the electric conductivity [1][3][5][6][7] was measured at a certain range of temperatures and frequencies. arabic 23 English 107
Abdusalam Emhemed Ibrahim Abubkr(8-2019)

Dosimetry characterization and the evaluation of kinetics parameters of trapping states of Mg-doped ZnO phosphors synthesized by Sol-Gel technique. The thermoluminescence response of Mg-doped ZnO samples showed a linear response when exposed to X-ray radiation and the optimum annealing condition was 400oC/4h for the three concentrations. A broad-shaped TL glow curve with an upper bound of 270 °C, which shifts to lower temperatures with increasing dose, indicating that general order (GO) kinetics thermoluminescence processes are involved. We conclude that the ZnO doped Mg phosphors under study are promises to develop dosimeters for high radiation dose measurements. Kinetic parameters, such as activation energy (E), frequency factor (s), and order of kinematic order (b), were estimated by the Glow Curve Deconvolution (GCD) method. ZnO:Mg phosphor has a great potential as a dosimeter for monitoring in the fields of ionizing radiation. arabic 9 English 49
Fawzeia Khamis, , (1-2021)

A few studies have been recently presented for the existence of oxygen in diamond, for example, the N3 EPR centres have been theoretically and experimentally assigned the model made up from complex of substitutional nitrogen and substitutional oxygen as nearest neighbours. We present ab initio calculations of substitutional oxygen in diamond in terms of stability, electronic structures, geometry and hyperfine interaction and show that substitutional oxygen with C$_{2v}\,$, $S=1$ is the ground state configuration. We find that oxygen produces either a donor or acceptor level depending on the position of the Fermi level. arabic 8 English 59
Khaled Mohamed Ramadan Etmimi(12-2015)

Thin films of cobber doped ZnO have been prepared on glass substrate using the Sol-Gel spin coating technique. The effect of doping percentage of Cu to ZnO thin films on the optical properties and optical constants are concluded from absorption and transmission measurements which are obtained by using double beam UV-Visible 1800 spectrophotometer in the wavelength (300-800)nm. It was found that the transmittance increases with increasing the doping percentage (0.01, 0.02,0.03 and 0.04)mol%, while the Absorbance is decreased. The optical energy band gaps have been evaluated and their values seem to be decreased by increasing the doping concentration level in the range (0.01, 0.02, 0.03)mol% followed by a rise with increasing the doping level to 0.04mol%. arabic 17 English 84
Fawzeia Khamis(9-2020)

Thin films of pure ZnO have been prepared on glass substrate using the Sol–Gel spin coating technique. Transmittance and absorbance spectra have been measured by using double beam UV-Visible 1800 spectrophotometer in the wavelength range (300-800)nm. It was found that the absorbance decreases with increasing the wavelength, while the transmittance increases with rising the wavelength. The transmittance exceeds 90% in the visible light region and in the near-infrared. The obtained results have shown that intrinsic ZnO is a semiconductor of wide optical energy band gap estimated to be 3.33eV. Furthermore, some optical properties and optical constants have been calculated from absorption and transmission measurements such as absorption coefficient, Urbach energy, extinction coefficient, refractive index and dielectric constant. arabic 12 English 63
Fawzeia Khamis(8-2020)

Thermoluminescence (TL) of pure and Eu3+ and Dy3+ doped synthesis quartz was synthesized and their ion beam and thermoluminescence properties were investigated. The as prepared, doped and co-doped quartz and the effects of imparting 2 Gy beta dose and 2MeV 4He+ ion beam irradiation is investigated. The basic model proposed and can explain our observations is that, the dominant signals from the as prepared material arise from the incorporation of the transitions within the RE dopants enhanced by the intensity from the intrinsic or host defect sites within the synthesis quartz network. The complex shape TL glow curves indicate that irradiation causes major distortions to the lattice with the incorporation of extrinsic impurities and RE doping processes, induce perturbations and alter the energy levels pattern of the free ions and assigned transitions probabilities in a manner that that depends on the dopants, their concentrations and the host material. The larger Eu ions stabilize the emission more than that of the Dy ions. The TL peak temperatures are commonly correlated via charge transfer processes and scale with the ions size, in such a manner that the close proximity (or shallow traps) allows lower temperature electron release, whereas the more distant variants (deep traps) are less distorted, but are still able to couple to the higher energy orbitals of the Eu ions. arabic 26 English 120
Fawzeia Khamis(10-2020)