Physique
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
1 - 5 of 53
-
ItemEffect of the Addition of 5% Fe on the Evolution of the Structural and Microstructural Properties of the Nb2O5 Compound: Preparation and Characterization(Université Chadli Bendjedid El-Tarf, 2026)Résumé Ce travail a pour objectif d’étudier l’effet de l’addition de 5 % en masse de fer sur l’évolution structurale et microstructurale du pentoxyde de niobium Nb₂O₅ élaboré par broyage mécanique à haute énergie. Les poudres de Nb2O5 et de Fe ont été mélangées selon des proportions précises, puis broyées pendant différentes durées : 0, 1, 3, 6, 12 et 24 heures. Les poudres obtenues ont été principalement caractérisées par diffraction des rayons X afin d’identifier les phases formées et de suivre l’évolution des paramètres cristallographiques. Les résultats de DRX montrent que le broyage mécanique induit des modifications structurales importantes dans le système Nb2O5–5%Fe. La disparition des pics du fer après broyage indique l’incorporation progressive des ions Fe dans la matrice de Nb2O5. Un déplacement systématique des pics de diffraction vers les grands angles a été observé, confirmant la contraction de la maille cristalline. Le volume de la maille diminue d’environ 4,3 %, passant de 710,11 ų à 680,47 ų après 24 heures de broyage. Cette contraction est attribuée à l’insertion forcée des ions Fe³⁺ dans le réseau de l’oxyde de niobium ainsi qu’aux contraintes internes générées par les chocs mécaniques de haute énergie. L’analyse microstructurale révèle une diminution progressive de la taille des cristallites, passant de 75,163 nm pour l’échantillon non broyé à 42,151 nm après 24 heures de broyage. En parallèle, les microdéformations et la densité de dislocations augmentent, indiquant la formation d’une structure nanocristalline fortement contrainte. Des traces d’une phase secondaire FeNb2O6 ont été détectées après 3 heures de broyage. Ces résultats montrent que le broyage mécanique est une méthode efficace pour modifier les propriétés structurales et microstructurales du Nb2O5 dopé au fer, avec un intérêt potentiel pour des applications photocatalytiques sous lumière visible Abstract This work aims to study the effect of adding 5 wt. % iron on the structural and microstructural evolution of niobium pentoxide Nb2O5 prepared by high-energy mechanical milling. Nb2O5 and Fe powders were mixed in precise proportions and milled for different durations: 0, 1, 3, 6, 12, and 24 hours. The obtained powders were characterized mainly by X-ray diffraction in order to identify the formed phases and follow the evolution of the crystallographic parameters. The XRD results show that mechanical milling induces significant structural changes in the Nb2O5–5%Fe system. The disappearance of the iron peaks after milling indicates the progressive incorporation of Fe ions into the Nb2O5 matrix. A systematic shift of the diffraction peaks toward higher angles was observed, confirming the contraction of the crystal lattice. The unit-cell volume decreased by about 4.3%, from 710.11 ų to 680.47 ų after 24 hours of milling. This contraction is attributed to the forced insertion of Fe³⁺ ions into the niobium oxide lattice and to the internal stresses generated by high-energy impacts. The microstructural analysis revealed a progressive decrease in crystallite size from 75.163 nm for the unmilled sample to 42.151 nm after 24 hours of milling. At the same time, microstrain and dislocation density increased, indicating the formation of a highly strained nanocrystalline structure. Traces of a secondary FeNb2O6 phase were detected after 3 hours of milling. These results demonstrate that mechanical milling is an effective method for modifying the structural and microstructural properties of Fe-doped Nb2O5, with potential interest for photocatalytic applications under visible light. الملخص یھدف ھذا العمل إلى دراسة تأثیر إضافة 5% وزناً من الحدید على تطور الخصائص البنیویة والمجھریة Nb₂O₅ المحضر بواسطة الطحن المیكانیكي عالي الطاقة. تم خلط مساحیق Nb2O لخماسي أكسید النیوبیوم 5 بنسب دقیقة، ثم خضعت لعملیة الطحن لفترات زمنیة مختلفة: 12 ،6 ،3 ،1 ،0 و 24 ساعة. تمت Fe و دراسة المساحیق المحضرة أساساً باستعمال تقنیة حیود الأشعة السینیة من أجل تحدید الأطوار المتشكلة ومتابعة تطور المعلمات البلوریة. أظھرت نتائج حیود الأشعة السینیة أن الطحن المیكانیكي یؤدي إلى تغیرات بنیویة مھمة في النظام كما أن اختفاء قمم الحدید بعد الطحن یدل على الإدماج التدریجي لأیونات الحدید داخل Nb2O5–5%Fe. وقد لوحظ انتقال منتظم لقمم الحیود نحو الزوایا الكبیرة، مما یؤكد حدوث انكماش في الشبكة Nb2O شبكة . 5 بعد 24 ساعة ų إلى 680.47 ų البلوریة. كما انخفضحجم الخلیة البلوریة بحوالي 4.3 %، من 710.11 داخل شبكة أكسید النیوبیوم، إضافة إلى Fe³⁺ من الطحن. ویرجع ھذا الانكماش إلى الإدخال القسري لأیونات الإجھادات الداخلیة الناتجة عن الصدمات المیكانیكیة عالیة الطاقة. في العینة غیر المطحونة nm أظھرت الدراسة المجھریة انخفاضاً تدریجیاً في حجم البلورات من 75.163 بعد 24 ساعة من الطحن. وفي المقابل، ازدادت كل من التشوھات المجھریة وكثافة nm إلى 42.151 الانخلاعات، مما یدل على تشكل بنیة نانویة بلوریة ذات إجھادات داخلیة عالیة. كما تم الكشف عن آثار طور بعد 3 ساعات من الطحن. تؤكد ھذه النتائج أن الطحن المیكانیكي یمثل طریقة فعالة لتعدیل FeNb₂O₆ ثانوي المطعم بالحدید، مع إمكانیة استعمالھ في تطبیقات التحفیز Nb2O الخصائص البنیویة والمجھریة لمركب 5 الضوئي تحت الضوء المرئي.
-
ItemElaboration et caractérisation des poudres de dioxyde de plomb PbO2(Université Chadli Bendjedid El-Tarf, 2026)Résumé Ce travail a pour objectif d'étudier l'effet du temps de broyage sur les propriétés structurales et microstructurales de dioxyde de plomb (PbO2). Les poudres de PbO2 ont été broyées dans d’unbroyeur planétaire type Retsch PM 400 pendant trois temps différents : 0 h, 5 h et 10 h. L’analyse par diffraction des rayons X montre que la phase β-PbO2 reste majoritaire, mais quele broyage mécanique provoque une dégradation progressive de sa structure cristalline. Cetteévolution se traduit par une diminution de la taille des cristallites, une augmentation descontraintes internes et l’apparition de phases secondaires (Pb2O3 et Pb3O4), indiquant des transformations structurales et chimiques. Après 10 heures de broyage, la taille des cristallitesdiminue fortement de 84,27 nm à 18,83 nm. Les observations en microscopie électroniquerévèlent également une transformation morphologique des poudres, devenant plus fines, fragmentées et agglomérées, avec une surface spécifique plus élevée et une microstructure plushomogène. Mots-clés : nanomatériaux, PbO2, broyage mécanique à haute énergie, DRX, MEB. Abstract This work aims to investigate the effect of milling time on the structural and microstructural properties of lead dioxide (PbO₂). PbO₂ powders were milled using a Retsch PM 400 planetary ball mill for three different durations : 0 h, 5 h, and 10 h. X-ray diffraction analysis shows that the β-PbO₂ phase remains predominant; however,mechanical milling causes a progressive degradation of its crystalline structure. This evolutionis reflected by a reduction in crystallite size, an increase in internal strains, and the appearanceof secondary phases (Pb₂O₃ and Pb₃O₄), indicating structural and chemical transformations. After 10 hours of milling, the crystallite size decreases significantly from 84.27 nm to 18.83nm. Scanning electron microscopy observations also reveal a major morphologicaltransformation of the powders, which become finer, fragmented, and highly agglomerated, witha higher specific surface area and a more homogeneous microstructure. Keywords : nanomaterials, PbO2, high-energy mechanical milling, XRD, SEM. الملخص يهدف هذا العمل إلى دراسة تأثير زمن الطحن على الخصائص البنيوية والمجهرية لثاني أكسيد الرصاص .(₂PbO (تم طحنمساحيق ₂PbOباستعمال طاحونة كروية كوكبية من نوع 400 PM Retschخالل ثالث فترات زمنية مختلفة: 0 ساعة،5 ساعات، و10 ساعات. أظهرت تحاليل حيود األشعة السينية أن الطور ₂PbO-βيبقى الطور السائد، إال أن الطحن الميكانيكي يؤدي إلى تدهورتدريجي في البنية البلورية. ويتجلى هذا التطور في انخفاض حجم البلورات النانوية وازدياد اإلجهادات الداخلية، وظهورأطوار ثانوية مثل ₃O₂Pbو₄O₃Pb، مما يدل على حدوث تحوالت بنيوية وكيميائية. بعد 10 ساعات من الطحن، انخفضحجم البلورات بشكل ملحوظ من 84.27 نانومتر إلى 18.83 نانومتر. كما كشفت مالحظات المجهر اإللكتروني الماسح عنتحول مورفولوجي مهم للمساحيق، حيث أصبحت أدق وأكثر تفككاً وتكتال،ً مع زيادة في المساحة السطحية النوعية وتجانسأكبر في البنية المجهرية. الكلمات المفتاحية: المواد النانوية، ₂PbO، الطحن الميكانيكي عالي الطاقة، حيود األشعة السينية(XRD (، المجهراإللكتروني الماسح(S
-
ItemElaboration et caractérisation des poudres de dioxyde de plomb PbO2(Université Chadli Bendjedid El-Tarf, 2026)Résumé Ce travail a pour objectif d'étudier l'effet du temps de broyage sur les propriétés structurales et microstructurales de dioxyde de plomb (PbO2). Les poudres de PbO2 ont été broyées dans d’unbroyeur planétaire type Retsch PM 400 pendant trois temps différents : 0 h, 5 h et 10 h. L’analyse par diffraction des rayons X montre que la phase β-PbO2 reste majoritaire, mais quele broyage mécanique provoque une dégradation progressive de sa structure cristalline. Cetteévolution se traduit par une diminution de la taille des cristallites, une augmentation descontraintes internes et l’apparition de phases secondaires (Pb2O3 et Pb3O4), indiquant des transformations structurales et chimiques. Après 10 heures de broyage, la taille des cristallitesdiminue fortement de 84,27 nm à 18,83 nm. Les observations en microscopie électroniquerévèlent également une transformation morphologique des poudres, devenant plus fines, fragmentées et agglomérées, avec une surface spécifique plus élevée et une microstructure plushomogène. Mots-clés : nanomatériaux, PbO2, broyage mécanique à haute énergie, DRX, MEB. Abstract This work aims to investigate the effect of milling time on the structural and microstructural properties of lead dioxide (PbO₂). PbO₂ powders were milled using a Retsch PM 400 planetary ball mill for three different durations : 0 h, 5 h, and 10 h. X-ray diffraction analysis shows that the β-PbO₂ phase remains predominant; however,mechanical milling causes a progressive degradation of its crystalline structure. This evolutionis reflected by a reduction in crystallite size, an increase in internal strains, and the appearanceof secondary phases (Pb₂O₃ and Pb₃O₄), indicating structural and chemical transformations. After 10 hours of milling, the crystallite size decreases significantly from 84.27 nm to 18.83nm. Scanning electron microscopy observations also reveal a major morphologicaltransformation of the powders, which become finer, fragmented, and highly agglomerated, witha higher specific surface area and a more homogeneous microstructure. Keywords : nanomaterials, PbO2, high-energy mechanical milling, XRD, SEM. الملخص يهدف هذا العمل إلى دراسة تأثير زمن الطحن على الخصائص البنيوية والمجهرية لثاني أكسيد الرصاص .(₂PbO (تم طحنمساحيق ₂PbOباستعمال طاحونة كروية كوكبية من نوع 400 PM Retschخالل ثالث فترات زمنية مختلفة: 0 ساعة،5 ساعات، و10 ساعات. أظهرت تحاليل حيود األشعة السينية أن الطور ₂PbO-βيبقى الطور السائد، إال أن الطحن الميكانيكي يؤدي إلى تدهورتدريجي في البنية البلورية. ويتجلى هذا التطور في انخفاض حجم البلورات النانوية وازدياد اإلجهادات الداخلية، وظهورأطوار ثانوية مثل ₃O₂Pbو₄O₃Pb، مما يدل على حدوث تحوالت بنيوية وكيميائية. بعد 10 ساعات من الطحن، انخفضحجم البلورات بشكل ملحوظ من 84.27 نانومتر إلى 18.83 نانومتر. كما كشفت مالحظات المجهر اإللكتروني الماسح عنتحول مورفولوجي مهم للمساحيق، حيث أصبحت أدق وأكثر تفككاً وتكتال،ً مع زيادة في المساحة السطحية النوعية وتجانسأكبر في البنية المجهرية. الكلمات المفتاحية: المواد النانوية، ₂PbO، الطحن الميكانيكي عالي الطاقة، حيود األشعة السينية(XRD (، المجهراإللكتروني الماسح(S
-
ItemEtude en DFT des propriétés électroniques, optiques, élastiques et thermiques des matériaux de structure chalcopyrite(UNIVERSITE CHADLI BENDJEDID-ELTARF, 2026)Nous avons étudié dans le cadre de ce travail, les propriétés physiques des matériaux chalcopyrites appartenant aux composés ternaires CdXP2 avec (X = Si, Ge et Sn) en utilisant les méthodes de premiers principes basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Les calculs ont été effectués à l’aide de la méthode FP- LAPW telle qu’implémentée dans le code de calcul Wien2k, pour calculer les propriétés électroniques, optiques, élastiques et thermiques des matériaux de structure chalcopyrite. L’ensemble des calculs a été réalisé dans le cadre de l’approximation du gradient généralisé (GGA) pour la description du potentiel d’échange-corrélation. Les résultats obtenus montrent un bon accord avec les données expérimentales et théoriques disponibles dans la littérature. Afin de déterminer avec plus de précision les propriétés électroniques, nous avons utilisé, en plus de l’approximation GGA, l’approximation mBJ pour le calcul de la structure de bandes électroniques. Les résultats obtenus révèlent l’existence d’un gap directsitué le long de la direction (Γ–Γ). Afin de mieux comprendre le comportement mécanique des matériaux étudiés sous l’effet de la pression, nous avons calculé les constantes élastiques Cij. Concernant les propriétés optiques, nous avons évalué : la constante diélectrique ε(ω), l’indice de réfraction n(ω), le coefficient d’extinction k(ω), le coefficient d’absorption α(ω), la réflectivité R(ω) et le spectre de la fonction de perte d’énergie des électrons L(ω). Les paramètres du réseau, le module de compressibilité, les capacités calorifiques ( CV ) et ( CP), ainsi que la température de Debye ont également été déterminés dans l’intervalle de température 0–1000 K, tandis que l’influence de la pression a été analysée dans la plage de 0–10 GPa. في هذا العمل، درسنا الخصائص الفيزيائية لمواد الكالكوبيريت التابعة لمركبات CdXP2 الثلاثية (حيث X = Si، Ge، وSn) باستخدام طرق الحسابات الكمية المعتمدة على نظرية الكثافة الوظيفية (DFT). أُجريت الحسابات باستخدام طريقة FP-LAPW كما هو مُطبق في برنامج Wien2k لحساب الخصائص الإلكترونية والبصرية والمرنة والحرارية للمواد ذات بنية الكالكوبيريت. أُجريت جميع الحسابات ضمن إطار تقريب التدرج المعمم (GGA) لوصف جهد التبادل والترابط. تُظهر النتائج المُتحصل عليها توافقًا جيدًا مع البيانات التجريبية والنظرية المُتاحة في المراجع العلمية.لتحديد الخصائص الإلكترونية بدقة أكبر، استخدمنا، بالإضافة إلى تقريب GGA، تقريب mBJ لحساب بنية النطاقات الإلكترونية. وتُظهر النتائج المُتحصَّل عليها وجود فجوة نطاق مباشرة تقع على طول الاتجاه (Γ–Γ). ولفهم السلوك الميكانيكي للمواد المدروسة بشكل أفضل تحت تأثير الضغط، قمنا بحساب ثوابت المرونة Cij. أما فيما يتعلق بالخصائص البصرية، فقد قمنا بتقييم: ثابت العزل الكهربائي ε(ω)، ومعامل الانكسار n(ω)، ومعامل الامتصاص k(ω)، ومعامل الانعكاس α(ω)، ومعامل الانعكاس R(ω)، وطيف دالة فقد طاقة الإلكترون L(ω). تم أيضًا تحديد معلمات الشبكة، ومعامل الانضغاط، والسعات الحرارية (Cv) و (Cp)، بالإضافة إلى درجة حرارة ديباي، في نطاق درجة الحرارة من 0 إلى 1000 كلفن، بينما تم تحليل تأثير الضغط في نطاق من 0 إلى 10 جيجا باسكال.
-
ItemRésolution de l'équation de Schrödinger avec le potentiel de kroning_penney et le potentiel double delta de Dirac(Université Chadli Bendjedid El-Tarf, 2022)Résumé L’objectif de ce travail consiste à résoudre l’équation de Schrödinger dans le cadre du modèle de Kronig-Penney et du modèle du potentiel double delta de Dirac pour, afin de trouver la structure des bandes d’énergie et d’examiner les propriétés de transport d’un superréseau, ou dans un cristal avec un potentiel périodique. Malgré que ces modèles sont des modèles très simplifiés des modèles réaliste, la structure de bande électronique obtenue à partir de ce modèle partage de nombreuses caractéristiques avec les structures de bande qui résultent de modèles plus sophistiqués. Abstract The objective of this work is to solve the Schrödinger equation within the framework of the Kronig-Penney model and the Dirac double-delta potential model for, in order to find the structure of the energy bands and to examine the properties transport of a superlattice, or in a crystal with a periodic potential. Although these models are very simplified models of realistic models, the electronic band structure obtained from this model shares many characteristics with the band structures that result from more sophisticated models. ملخص الهدف من هذا العمل هو حل معادلة شرودنجر في إطار نموذج كرونيغ بيني ونموذج ديراك مزدوج دلتا المحتملة من أجل إيجاد بنية نطاقات الطاقة وفحص خصائص نقل الشبكة الفائقة ، أو في بلورة ذات احتمالية دورية. على الرغم من أن هذه النماذج عبارة عن نماذج مبسطة جدًا لنماذج واقعية ، إلا أن بنية النطاق الإلكتروني التي تم الحصول عليها من هذا النموذج تشترك في العديد من الخصائص مع هياكل النطاق التي تنتج عن نماذج أكثر تعقيدًا.