Share
الخصائص الكهربائية والبصرية لمتراكبات بوليمر - نحاس == Electrical and Optical Properties of Polymers - Cu Composites
Author name:
حسنين عبد الحسين جاسم الغالبي
Supervisor name:
اسرار عبد المنعم سعيد
General topic:
Physics
Specific topic:
Laser Physics and Electro-optics
Degree:
Master
University:
Mustansiriyah University - College Of Science
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
26T1809 - p.pdf
Abstract:
في هذه الدراسة، تم تحضير نوعين من المتراكبات (Cu - PMMA)و(Cu - Epoxy) باستخدام طريقة الصب مع نسب وزنية مختلفة من جسيمات النحاس(Cu). وقد تم تشخيص النماذج للمتراكبات بطرق مختلفة مثل صور المجهر الضوئي وصور المجهر الالكتروني الماسح (SEM) والتحليل الطيفي للاشعة تحت الحمراء (FTIR) وحيود الاشعة السينية(XRD). وتمت دراسة الخصائص الكهربائية المستمرة والمتناوبة (C.D وC.A) للمتراكبات والخصائص البصرية ضمن اطوال موجية تتراوح بين (200 - 1100) نانومتر. صور المجهر الضوئي توضح توزيع جسيمات النحاس لنماذج المتراكبات (Cu - PMMA) وتبين تكون شبكه مستمرة داخل البوليمر عند النسبة الوزنية ( %.wt 60) من النحاس, بينما نماذج المتراكبات (Cu - Epoxy) لم نستطع الحصول على اي صورة لها لان هذه النماذج سميكة ومعتمة. وقد تم دراسة مورفولوجية السطح للنماذج باستخدام تقنية المجهر الالكتروني الماسح (SEM), والذي اظهر توزيع المضاف على السطح وزيادة خشونة السطح مع زيادة نسبة النحاس. وقد تم فحص طيف (FTIR) للنماذج واظهر انواع الاواصر لكل من البولمر والمتراكبات, واظهرت هذه الدراسة ان اضافة (النحاس) لم تؤثر على التركيب الكيميائي للبولمر. واظهرت النتائج التجريبية (XRD) تحويل النماذج من شبة بلورية الى بلورية بسبب زيادة نسبة جسيمات (النحاس). وقد اظهرت النتائج الكهربائية المستمرة (D.C) ان التوصيلية الكهربائية المستمرة (σD.C) للنماذج ذات النسب الوزنية الواطئة تزداد بزيادة درجة الحرارة, اي المقاومة الكهربائية لهذه النماذج تكون ذات معامل حراري سالب, وعند النسبة الوزنية ((%.wt 60) للمتراكبات (Cu - PMMA) و(%.wt 25,30, 40) للمتراكبات (Cu - Epoxy) تقل توصيليتها الكهربائية المستمرة (σD.C) بزيادة درجة الحرارة, اي المقاومة الكهربائية لهذه النماذج تكون ذات معامل حراري موجب. وان طاقة التنشيط تقل مع زيادة النسبة الوزنية للنحاس. اما في ما يتعلق بالخواص الكهربائية المتناوبة (C.A) فان ثابت العزل(ԑˈ) والفقدان العزلي (ԑ") للنماذج تتناقص مع زيادة تردد المجال الكهربائي المسلط وانها تزداد مع زيادة تركيز جسيمات (النحاس), وتزداد التوصيلية الكهربائية المتناوبة (σ_(A.C)) مع زيادة تركيز جسيمات (النحاس) والتردد، وثابتة تقريبا في الترددات العالية. اظهرت نتائج الخصائص البصرية للمتراكبات (Cu - PMMA) ان الامتصاصية ومعامل الامتصاص ومعامل الخمود ازدادت وان فجوة الطاقة للانتقال غير المباشر المسموح تناقصت مع زيادة النسبة الوزنية للنحاس. بينما الثوابت البصرية الاخرى لم نستطيع الحصول على نتائج لهذه المعاملات لان الامتصاصية عالية جدا. اما المتراكبات (Cu - Epoxy) لم نستطيع الحصول على اي خصائص بصرية لها لان هذه النماذج سميكة ومعتمة | In this study, two types of composites have been prepared : (PMMA - Cu) and (Epoxy - Cu) by using casting methods with different weight percentages of copper particles (Cu). The composites samples have been diagnosed by different methods such as optical microscope images, scanning electron microscope images (SEM), Fourier transformation infrared (FTIR) spectroscopy and X - ray diffraction (XRD). The electrical properties (D.C and A.C) of composites and optical properties of wavelengths range (200 - 1100) nm were studied. The images of optical microscope shows distribution of copper particles for (PMMA - Cu) composites samples and shows a continuous network inside the polymer at the ratio (60wt.%) of )Cu), while the (Epoxy - Cu) composites samples we cannot get any images because these samples are thick and dark. The morphology of samples have been studied using (SEM) technique, which showed grain distribution at surface morphology and grain aggregates with increasing of copper particles. The FTIR spectrum of samples were measured and shown the type of bond for polymer and composites. This study showed that the addition of (Cu) did not affect on the chemical structure of polymer. The experimental results (XRD) showed the samples transmutation from semicrystalline to crystalline because increased ratio particles of (Cu). The results show that the (D.C) electrical conductivity increases with increasing the temperature at low concentrations, where electrical resistance for these samples have a negative thermal coefficient, at (60 wt.%) of (PMMA - Cu) and (25,30,40 wt.%) of (Epoxy - Cu) composites (D.C) electrical conductivity decreases with increasing temperature, where electrical resistance for these samples have positive thermal coefficient. The activation energy decreases with increasing weight percentage of (Cu). The (A.C) electrical properties shows that the dielectric constant (ԑˈ) and dielectric loss (ԑ") of the samples decreased with increasing the frequency of applied electrical field and they increase with the increase of the concentration of (Cu). The A.C electrical conductivity (σ_(A.C)) increases with increasing the concentration of (Cu), increases with the increase frequency, and almost constant at high frequency. The results of optical measurements of the (PMMA - Cu) composites show that the absorbance, absorption coefficient and extinction coefficient increase and the energy gap of the indirect allowed transition decreases with the increasing weight percentage of (Cu), while the other optical constants we cannot get the results for these parameters because the absorbance is very high. The (Epoxy - Cu) composites we cannot get any optical properties because of these samples are thick and dark.
