الخــلاصــة
تم في هذا العمل تحضير أغشية بوليمرية (CMC) و الخليط (CMC60%-PVP40%) النقية والمدعمة بجسيمات ثنائيأوكسيد القصدير SnO2 النانوية باستخدام طريقة صب المحلول. استخدمت الطريقة الكيميائية (محلول-هلام) (Sol-Gel) التي تتميز بانها طريقة بسيطة و واطئة الكلفة وغير سامة لتحضير جسيمات ثنائي أوكسيد القصدير SnO2 النانوية عالية التبلور والنقاوة ، ودراسة تأثير كل من درجة حرارة الكلسنة°C (400, 600, 800) ونسب الإضافة الوزنية (2, 4, 6 wt%) لجسيمات ثنائي أوكسيد القصدير SnO2 النانوية على الخصائص التركيبية والبصرية والكهربائية والحرارية لأغشية الخليط البوليمري (CMC-PVP) المحضرة.
أظهرت نتائج حيود الأشعة السينية والمجهر الإلكتروني الماسح الحصول على جسيمات شبه كروية متبلورة ونقية لثنائي أوكسيد القصدير SnO2 النانوي بتركيب بلوري رباعي الزوايا نوع- روتيل وبمعدل حجم جسيمات (64.44 nm) عند درجة حرارة الكلسنة (800 °C)، إذ تبين ان كل من درجة التبلور، والحجم البلوري وحجم الجسيمات لثنائي أوكسيد القصدير SnO2 المحضر تزداد مع زيادة درجة حرارة الكلسنة، في حين ان كثافة الانخلاعات تنخفض مع زيادة درجة حرارة الكلسنة. بينت نتائج مطياف الاشعة تحت الحمراء التفاعل الجيد بين جسيمات ثنائي اوكسيد القصدير المحضر والخليط البوليمري (CMC-PVP) ضمن الاغشية البوليمرية المتراكبة النانوية. من جانب آخر بينت نتائج التحلل الحراري- الوزني هناك عدة مناطق لنقصان الوزن وان المتفاعلات الداخلة في تحضير جسيمات ثنائي أوكسيد القصدير النانوي تتطاير تقريبا عند درجة حرارة (727 °C).
تم دراسة طيف النفاذية والانعكاسية ضمن مدى الطول الموجي nm (190 – 1100)، بينت النتائج إن إضافة جسيمات ثنائي أوكسيد القصدير النانوي إلى الخليط البوليمري (CMC-PVP) أدى إلى خفض نسبة النفاذية وهذا الانخفاض يزداد مع زيادة محتوى الجسيمات النانوية ويقل مع زيادة الطول الموجي، بينما ان نسبة الانعكاسية تزداد عند اضافة الجسيمات النانوية ومع زيادة محتوى الجسيمات وتنخفض مع زيادة الطول الموجي للضوء الساقط، لوحظ ايضاً ان نسبة النفاذية تنخفض وان نسبة الانعكاسية تزداد مع زيادة درجة حرارة الكلسنة. ان معامل الامتصاص للأغشية يزداد عند اضافة جسيمات SnO2 النانوي ومع زيادة محتوى الجسيمات، في حين ان فجوة الطاقة للأغشية تنخفض عند إضافة الجسيمات النانوية ومع زيادة محتوى الجسيمات ، إذ حقق الغشاء (CMC-PVP) المدعم بنسبة (6 wt%) من جسيمات اوكسيد القصدير المكلسن عند (800 °C) اوطئ قيمة لفجوة الطاقة (3.92 eV) وان الانتقالات الالكترونية للأغشية هي أنتقالات الكترونية غير مباشرة، بينما ان قيم معامل الامتصاص ترتفع مع زيادة درجة حرارة الكلسنة وان قيم فجوة الطاقة للأغشية النانوية تنخفض مع زيادة درجة الحرارة. أظهرت النتائج أيضاً ان قيم كل من معامل الانكسار ومعامل الخمود والجزء الحقيقي والخيالي لثابت العزل الكهربائي للأغشية المحضرة تزداد عند أضافة جسيمات ثنائي أوكسيد القصدير SnO2 النانوية ومع زيادة محتوى الجسيمات النانوية ودرجة حرارة الكلسنة.
من جانب آخر اظهرت نتائج الخصائص الكهربائية بأن قيم التوصيلية الكهربائية المتناوبة للأغشية المحضرة تزداد عند اضافة جسيمات SnO2 النانوية ومع زيادة كل من تردد المجال الكهربائي المسلط ودرجة حرارة الكلسنة ، بينما ان قيم ثابت العزل الكهربائي تزداد مع زيادة كل من محتوى جسيمات SnO2 النانوية ودرجة حرارة الكلسنة لكنها تنخفض مع زيادة التردد، ، في حين ان عامل الفقد العزلي للأغشية المحضرة ينخفض عند اضافة الجسيمات النانوية ومع زيادة كل من درجة حرارة الكلسنة والتردد، إذ حقق الغشاء (CMC-PVP) المدعم بنسبة (6 wt%) من جسيمات ثنائي اوكسيد القصدير النانوية المكلسنة عند (800 °C) اعلى توصيلية كهربائية متناوبة (*10-5 S/m8.3786) عند التردد (5 MHz) واعلى ثابت عزل كهربائي (4.309) عند التردد (1 MHz) وأوطأ قيمة لمعامل الفقد العزلي (0.0858) عند التردد (5 MHz).
كذلك اظهرت نتائج دراسة تأثير اضافة جسيمات ثنائي أوكسيد القصدير SnO2 النانوي ودرجة حرارة الكلسنة على التوصيلية الحرارية للأغشية المحضرة بان قيم معامل التوصيل الحراري للأغشية المحضرة تزداد بشكل ملحوظ عند اضافة الجسيمات النانوية إلى الخليط البوليمري، وكذلك مع زيادة محتوى الجسيمات وارتفاع درجة حرارة الكلسنة، إذ حقق الغشاء (CMC-PVP) المدعم بجسيمات أوكسيد القصدير بنسبة (6 wt%) المكلسنة عند (800 °C) اعلى قيمة لمعامل التوصيل الحراري (W/m.K 0.061716).
