ناقشت كلية الهندسة / قسم الهندسة الميكانيكية رسالة ماجستير بعنوان ” تقصي عددي لدمج الجسيمات النانوية فـي عملية الطلاء بالقالب المفتوح” يوم الخميس الموافق 2026/5/14 .

هدفت الرسالة التي تقدم بها الطالب ” امير جمعه خدر ” إلى تقصي التكامل العددي لجسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم TiO2النانوية في عملية الطلاء القالب المفتوح، وركزت بشكل أساسي على تأثير هذه الجسيمات بأقطار مختلفة (340، 100، 25، و5) نانومتر على الاستقرار ونافذة تشغيل الطلاء، بالإضافة إلى دراسة تأثير تغيير قطر الجسيمات على نظام الطلاء، وتقليل السماكة، وتراكم الجسيمات على جدران القالب. أُجريت المحاكاة العددية باستخدام برنامج ANSYS Fluent 2022 R1، حيث استُخدم نموذج حجم السائل VOF لتتبع الواجهة الفاصلة بين السائل والهواء، وقد دُمج مع نموذج الطور المنفصل DPM لتمثيل تأثير وحركة الجسيمات. هذه الدراسة استخدمت محلولا ب 2.5% من بولي فينيل الكحول بالإضافة الى جسيمات TiO2 بنسبة كتلية ثابتة 5% في نموذج ثنائي الابعاد، تم التحقق من النموذج بمقارنة نتائجه مع بيانات متاحة في الادبيات السابقة باستخدام نفس خصائص المواد.

اظهرت النتائج إن تقليل قطر الجسيم وسَّع نافذة الطلاء من ناحية اقصى سرعة للركيزة بنسبة (7و12.3) بالمئة، وسمح بطلاء طبقات ارق بنسبة (5.9 و 12.5) بالمئة لحالتي (100 و25) نانومتر على التوالي إذا قورِنَتْ مع حالة 340 نانومتر. لقد اظهرت ظاهرة التراكم تأثيراً أكبر عند تقليل قطر الجسيمات حتى انهارت عملية الطلاء عند الطلاء بجسيمات ذات قطر 5 نانومتر. محاليل البوليمر النقي و 340 نانو متر تتبع السلوك النيوتوني حيث يقتصر استقرارها على منطقتي الشد السطحي واللزجة، وتفشل عند الدخول في منطقة القصور الذاتي، بينما محاليل جسيمات بقطر 100 و 25 نانومتر اظهرت انتقال باتجاه منطقة القصور الذاتي بسبب تغير السلوك الديناميكي الذي سببته الجسيمات الاصغر، والتي غيرت السلوك الريولوجي باتجاه القص الترقيقي (shear-thinning) كلما صغر الجسيم، وهذا هو سبب امكانية الوصول لسرعات اعلى للركيزة. يُشكل تضييق الفتحة عاملاً حرجاً في تحفيز ظاهرة التراكم على الجدران. تُعد الفتحات (0.25 مم فأكثر) آمنة ومثالية لضمان انسيابية السائل، بينما يُمثل التضييق المفرط (وصولاً إلى 0.1 مم) حداً تشغيلياً فاشلاً، حيث يتجاوز التراكم نسباً غير مقبولة تصل الى (5.9%) ويتدهور التدفق.

ترأس لجنة المناقشة الأستاذ المساعد الدكتور علاء دحام يونس من الجامعة الموصل / كلية الهندسة /انتاج (تشكيل معادن) وعضوية كلاً من الأستاذ المساعد الدكتور عبد الحق عبد القادر حامد – جامعة الموصل / كلية الهندسة / انتاج معادن , الأستاذ المساعد الدكتور محمد نجيب عبد الله – جامعة الموصل / كلية الهندسة / انتاج ومعادن، تشكيل معادن , وبإشراف وعضوية الأستاذ المساعد الدكتور عمر ذنون جمعه – جامعة الموصل / كلية الهندسة / عمليات التصنيع.
تسهم هذه الدراسة في تطوير نموذج عددي لمحاكاة عملية الطلاء بالقالب المفتوح باستخدام الجسيمات النانوية، بهدف تحليل ودراسة تأثير دمج هذه الجسيمات بأقطار مختلفة على استقرار وجودة الطبقة الرقيقة، مما يساهم في تحسين كفاءة التصنيع في تطبيقات الخلايا الشمسية، وأجهزة الاستشعار، والطلاءات الوظيفية