RU2688766C1 - СПОСОБ ОТБОРОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ПИГМЕНТОВ BaSO4 - Google Patents
СПОСОБ ОТБОРОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ПИГМЕНТОВ BaSO4 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688766C1 RU2688766C1 RU2018124927A RU2018124927A RU2688766C1 RU 2688766 C1 RU2688766 C1 RU 2688766C1 RU 2018124927 A RU2018124927 A RU 2018124927A RU 2018124927 A RU2018124927 A RU 2018124927A RU 2688766 C1 RU2688766 C1 RU 2688766C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation resistance
- powders
- pigments
- powder
- irradiation
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000049 pigment Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910018279 LaSrMnO Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000005136 cathodoluminescence Methods 0.000 description 5
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005493 condensed matter Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 zirconium ions Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/004—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light to light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/027—Barium sulfates
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к пигментам для терморегулирующих покрытий класса «солнечные оптические отражатели». Описывается способ отборочных испытаний на радиационную стойкость пигментов - порошков сульфата бария для терморегулирующих покрытий класса «солнечные оптические отражатели». Способ заключается в регистрации коэффициента диффузного отражения различных порошков сульфата бария на длине волны 350 нм и оценке их радиационной стойкости по величине коэффициента отражения: чем больше значение коэффициента отражения, тем выше радиационная стойкость порошка. Изобретение обеспечивает выбор пигментов сульфата бария с наибольшей радиационной стойкостью без выполнения дорогостоящих операций облучения всех порошков и последующего измерения их спектров отражения в вакууме для определения наилучшего по радиационной стойкости порошка. 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к пигментам для терморегулирующих покрытий, предназначенным для поддержания температуры объектов, на которые они нанесены, в том числе для терморегулирующих покрытий, используемых в области пассивных методов регулирования температуры, а именно для терморегулирующих покрытий космических аппаратов. Изобретение может быть использовано, помимо космической техники, в строительной индустрии, в химической, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для терморегулирования устройств или технологических объектов.
Порошки сульфата бария относятся к пигментам, которые перспективны для приготовления терморегулирующих покрытий (ТРП), так как обладает большой шириной запрещенной зоны, что обеспечивает малое значение интегрального коэффициента поглощения солнечного излучения (a s). В сочетании с большой интегральной полусферической излучательной способностью (ε) они обеспечивают малое значение отношения аs/ε, что позволяет отнести их к перспективным пигментам для ТРП класса «оптические солнечные отражатели».
Кроме того, порошки этого соединения обладают относительно высокой радиационной стойкостью, что позволяет использовать их в качестве пигментов ТРП, работающих в условиях действия заряженных частиц космического пространства (КП), Например, на основе пигмента BaSO4 разработано терморегулирующее покрытие класса "солнечные отражатели" [Терморегулирующее покрытие // Патент России №2524384 от 27.07.2014. / Страполова В.Н., Киселева Л.В., Токарь С.В. и др.], предназначенное для использования в системах пассивного или активного терморегулирования внешней поверхности космических аппаратов.
Под действием излучений космического пространства (КП) в сульфате бария образуются радиационные дефекты, что приводит к появлению полос поглощения, обусловленных этими дефектами, уменьшению коэффициента отражения, увеличению коэффициента поглощения as, увеличению доли поглощаемой энергии. Температура космических аппаратов при этом будет повышаться, будет нарушаться тепловые режимы работы приборов и устройств, что приведет к сокращению сроков их активного существования. Для повышения устойчивости порошков сульфата бария к действию излучений КП могут быть применены различные способы.
Для определения пригодности порошков с целью их использования в качестве пигментов терморегулирующих покрытий КА проводят их отборочные испытания. Существует несколько способов отборочных испытаний пигментов для терморегулирующих покрытий КА.
Способ №1
Этот способ является наиболее распространенным. Радиационную стойкость определяют путем облучения нескольких порошков различных соединений, или порошков одного соединения, но различных производителей, или порошков одного соединения, одного производителя, но различной степени чистоты, или полученных по различным технологиям, или полученных из различного сырья. Для этого регистрируют в вакууме спектры диффузного отражения до облучения (ρλ0), осуществляют облучение каким-либо ионизирующим излучением в одинаковых условиях, регистрируют спектры диффузного отражения после облучения (ρλф) в вакууме на месте облучения (in situ). По полученным спектрам рассчитывают значения интегрального коэффициента поглощения солнечного излучения до (as0) и после (аsф) облучения. По ним определяют наиболее стойкий к действию излучений порошок по наименьшему значению изменений интегрального коэффициента поглощения, рассчитанного по разности значений: Δas=as0-аsф. Данный способ используется практически на всех предприятиях и лабораториях различных стран, занимающихся разработкой пигментов для ТРП и созданием самих ТРП для КА.
Но существуют и альтернативные способы определения радиационной стойкости различных пигментов и материалов, или способы других характеристик, или способы определения концентрации материалов в смесях порошков, основанные на их индивидуальных свойствах.
Способ №2
Известен способ определения радиационной стойкости по величине размеров частиц порошков ZnS, активированных серебром, используемых в качестве люминофоров для цветного телевидения частиц [Михайлов М.М, Владимиров В.М., Власов В.А. Влияние гранулометрического состава на оптические свойства порошков ZnS // Известия вузов. Физика, 1999, №7, с. 92-95; Михайлов М.М., Владимиров В.М., Власов В.А. Способ получения пигмента для люминофорных покрытий на основе сульфида цинка // Патент РФ №2182162 от 10.05.2002]. В нем радиационную стойкость определяют по величине размеров зерен и удельной поверхности порошков. Выбор основан на общеизвестных данных о том, что исходные оптические свойства порошков пигментов зависят не только от их фазового и химического состава, но и от гранулометрического состава: размеров и формы зерен, гранул и агломератов. Так, интенсивность свечения люминофора может значительно меняться в зависимости от толщины, покрытия и размеров гранул [Иванов А.П., Предко К.Г. Оптика люминесцентного экрана. Минск.: Наука и техника, 1984, 271 с.]. Радиационная стойкость белых пигментов также зависит от размеров зерен [Мироненко В.М., Подлужный В.В. Современное состояние и перспективы разработки люминофоров для цветного телевидения. // Физика, химия и технология люминофоров, 1990, вып. 38, с. 7-20].
Способ основан на том, что удельная поверхность и размеры частиц могут оказывать влияние на радиационную стойкость. При увеличении удельной поверхности увеличивается концентрация вакансий и междоузельных атомов. С другой стороны, увеличение удельной поверхности приводит к уменьшению размеров частиц и уменьшению концентрации наведенных дефектов за счет их более быстрой миграции на поверхность и к микродобавкам, на которых происходит их релаксация. В люминофорах такими микродобавками являются атомы активаторов.
Экспериментально установлены следующие значения изменений коэффициента отражения Δρ - интенсивности основной полосы поглощения в области 400-440 нм при облучении люминофоров ZnS с различными размерами частиц электронами с энергией 24 кэВ, флюенсом 1,5⋅1017 см-2: для неразделенного порошка - 21,6%, для порошка фракции со средним размером 10 мкм - 10%, для фракции 18 мкм - 34,9%. Оптимальны размером частиц для порошков этого люминофора является диапазон 5-14 мкм со средним значением 10 мкм. Отработка технологии получения порошков с такими размерами позволяет увеличить радиационную стойкость более, чем в 2 раза по сравнению с неразделенным порошком промышленного производства и более, чем в 3 раза по сравнению с порошком крупной фракции - более 18 мкм.
Таким образом, по размерам частиц порошка люминофора ZnS, активированного атомами Ag, можно определять радиационную стойкость согласно установленной зависимости.
Способ №3
Радиационную стойкость порошков- пигментов терморегулирующих покрытий космических аппаратов диоксида титана определяли по величине удельной поверхности [Михайлов М. М. Зависимость оптических свойств от удельной поверхности и размеров зерен порошка диоксида титана. // Журнал Прикладной спектроскопии,2006, Т73, №1, с. 73-77]. В работе исследовали зависимость интенсивности полос катодолюминесценции до и после облучения электронами с энергией 30 кэВ флюенсом 1⋅1016 см-2 и 3⋅1016 см-2 порошков промышленного производства марок Р2, R10, Р1 и Р02 с удельной поверхностью 3.2-3.4, 7.6, 8.7 и 8.8 м2/г соответственно. Регистрировали спектры катодолюминесценции, анализировали параметры полос при 450 и 790 нм.
Установлено, что интенсивность обеих уменьшается с увеличением удельной поверхности этих порошков полос. Такая корреляция обусловлена тем, что с увеличением удельной поверхности увеличивается концентрация дефектов кристаллической решетки, определяемая ненасыщенными связями и осажденными (физически и химически связанных с поверхностью) на поверхности газами.
Изменения интенсивности полос катодолюминесценции пропорционально изменениям спектров диффузного отражения и интегрального коэффициента поглощения пигментов. Поэтому изменение интенсивности полос катодолюминесценции может быть мерой радиационной стойкости таких порошков. Экспериментально установлено, что с увеличением удельной поверхности возрастают изменения интенсивности полос катодолюминесценции при облучении этих порошков.
Таким образом, для проведения отборочных испытаний на радиационную стойкость порошков диоксида титана различных марок достаточно измерить их удельную поверхность и по полученным данным определить ряд радиационной стойкости: чем меньше удельная поверхность, тем ни выше радиационная стойкость. Такой способ позволяет избежать дорогостоящих операцийпо облучению таких порошков, по регистрации спектров отражения до и после облучения и по расчетам интегрального коэффициента поглощения солнечного излучения по этим спектрами.
Способ №4
Известен способ определения концентрации манганитов редкоземельных элементов в смесях синтезированных порошков из различных исходных составляющих, заключающийся в определении их коэффициента отражения в видимой области на длине волны 546 нм и нахождении по его величине значение концентрации для каждого конкретного порошка [Михайлов М.М. Способ определения концентрации манганитов редкоземельных элементов // Патент на изобретение №2617804 от 26. 04. 2017].
Поскольку радиационная стойкость синтезируемых порошков, состоящих из смеси фаз Mn3O4, SrCO3, La2O3 и LaSrMnO3, пропорциональна концентрации металлической фазы LaSrMnO3, определяемой по значению интенсивности полосы поглощения при 546 нм, регистрируемой в спектрах диффузного отражения необлученных порошков, то данный способ позволяет также определять ее по значению интенсивности этой полосы поглощения. Радиационная стойкость металлической фазы всегда выше радиационной стойкости диэлектрических фаз, к которым относятся имеющиеся в смесях синтезированных порошков соединения Mn3O4, SrCO3 и La2O3. С увеличением интенсивности полосы при 546 нм концентрация металлической фазы LaSrMnO3 увеличивается, будет увеличиваться и радиационная стойкость. На этом основан способ проведения отборочных испытаний на радиационную стойкость пигментов LaSrMnO3 для терморегулирующих покрытий [М. Mikhailov, V. Vlasov, A. Sokolovskiy, А. Smolin The properties of LaSrMnO 3 powders synthesized at various regimes // Physica В Condensed Matter 521 (2017), 49-55].
Способ №5
Известен способ определения радиационной стойкости порошков диоксида циркония, используемых в качестве пигмента для терморегулирующих покрытий космических аппаратов [Михайлов М.М., Рябчикова Л.Е., Кузнецов Н.Я. Способ отборочных испытаний порошков двуокиси циркония. // Авторское свидетельство №1152358 от 22 декабря 1984 г.]
Способ основан на том, что в спектрах диффузного отражения порошков диоксида циркония регистрируется полоса поглощения в области 290 нм. Эта полоса обусловлена междоузельными ионами циркония Zr3+, существующими в кристаллической решетке порошков ZrO2. Такие ионы являются дефектами решетки. Их концентрация пропорциональна общей концентрации дефектов, она характеризует степень несовершенства решетки и определяет отклонение от стехиометрии соединений Zr3+.
При действии излучений существующие дефекты превращаются в центры окраски (ЦО). Концентрация ЦО будет пропорциональной концентрации дефектов. Кроме того, эффективность образования новых фото - или радиационных дефектов при действии ионизирующих излучений будет определяться энергией кристаллической решетки и степенью ее совершенства.
Поэтому существует пропорциональная зависимость между интенсивностью полосы поглощения при 390 нм в спектрах исходных порошков диоксида циркония и концентрацией междоузельных ионов Zr3+ c одной стороны и радиационной стойкостью этих порошков с другой стороны. Такая зависимость позволяет по интенсивности полосы поглощения при 390 нм, регистрируемой в спектрах диффузного отражения порошков Zr3+ до облучения, определять относительную радиационную стойкость этих порошков при выполнении отборочных испытаний.
Данный способ выбран в качестве прототипа.
В предлагаемом изобретении с целью проведения отборочных испытаний на радиационную стойкости порошков пигментов BaSO4 производят регистрацию их коэффициента отражения на длине волны 350 нм и по его величине определяют относительную радиационную стойкость тестируемых порошков.
Пример 1
К порошку BaSO4 добавляют дистиллированную воду, перемешивают в магнитной мешалке в течение 10-12 час, выпаривают в сушильном шкафу при температуре 150°С, охлаждают до комнатной температуры, перетирают в фарфоровой чашке, запрессовывают ручным прессом в металлические подложки при малом давлении, Р=1 МПа.
Пример 2
К порошку BaSO4 добавляют наночастицы SiO2 в количестве 1 масс. % и дистиллированную воду. Приготовленную смесь перемешивают в магнитной мешалке в течение 10-12 час, выпаривают в сушильном шкафу при температуре 150°С, охлаждают до комнатной температуры, перетирают в фарфоровой чашке, запрессовывают ручным прессом в металлические подложки при малом давлении, Р=1 МПа.
Пример 3
К порошку BaSO4 добавляют наночастицы SiO2 в количестве 3 масс. % и дистиллированную воду. Приготовленную смесь перемешивают в магнитной мешалке в течение 10-12 час, выпаривают в сушильном шкафу при температуре 150°С, охлаждают до комнатной температуры, перетирают в фарфоровой чашке, запрессовывают ручным прессом в металлические подложки при малом давлении, Р=1 МПа.
Пример 4
К порошку BaSO4 добавляют наночастицы SiO2 в количестве 5 масс. % и дистиллированную воду. Приготовленную смесь перемешивают в магнитной мешалке в течение 10-12 час, выпаривают в сушильном шкафу при температуре 150°С, охлаждают до комнатной температуры, перетирают в фарфоровой чашке, запрессовывают ручным прессом в металлические подложки при малом давлении, Р=1 МПа.
Пример 5
К порошку BaSO4 добавляют наночастицы SiO2 в количестве 7 масс. % и дистиллированную воду. Приготовленную смесь перемешивают в магнитной мешалке в течение 10-12 час, выпаривают в сушильном шкафу при температуре 150°С, охлаждают до комнатной температуры, перетирают в фарфоровой чашке, запрессовывают ручным прессом в металлические подложки при малом давлении, Р=1 МПа.
Пример 6
К порошку BaSO4 добавляют наночастицы SiO2 в количестве 10 масс. % и дистиллированную воду. Приготовленную смесь перемешивают в магнитной мешалке в течение 10-12 час, выпаривают в сушильном шкафу при температуре 150°С, охлаждают до комнатной температуры, перетирают в фарфоровой чашке, запрессовывают ручным прессом в металлические подложки при малом давлении, Р=1 МПа.
Полученные в примерах 1-6 образцы устанавливают на предметном столике установки - имитатора условий КП «Спектр», в установке получают вакуум Р≤10-6 тор, измеряют спектры диффузного отражения в солнечном диапазоне - от 0,2 до 2,5 мкм в исходном состоянии ρλ0. Затем все образцы последовательно облучают электронами с энергией 30 кэВ флюенсом 1⋅1016 см-2 и после облучения измеряют спектры облученных образцов ρλф в вакууме на месте облучения (in situ). По полученным спектрам рλo рассчитывают интегральный коэффициент поглощения солнечного излучения до облучения аso и после облучения аsф каждого порошка. Коэффициент поглощения as рассчитывают по формуле:
где Rs - среднеарифметическое значение коэффициента диффузного отражения, рассчитанное по 24 точкам на длинах волн, соответствующих равноэнергетическим участкам спектра излучения Солнца; Iλ - спектральная интенсивность излучения солнца; (λ1-λ2) - спектральный диапазон излучения Солнца; n - число точек на шкале длин волн, в которых рассчитывали значения коэффициента диффузного отражения
Изменение коэффициент поглощения as после облучения определяют по разности его значений до аs0 и после аsф облучения: Δas=as0-аsф.
Для получения отличающихся по радиационной стойкости порошков BaSO4 их модифицировали наночастицами SiO2 различной концентрации: 1, 3, 5, 7 и 10 масс. ρλ0. Регистрировали спектры диффузного отражения необлученных порошков ρλ0 в вакууме. По ним рассчитывали значения интрегрального коэффициента поглощения до облучения as0. Затем эти порошки облучали электронами с энергией 30 кэВ флюенсом Ф=1⋅1016 см-2 и регистрировали спектры диффузного отражения облученных порошков ρλф в вакууме in situ. По ним рассчитывали значения интегрального коэффициента поглощения после облучения аsф. По значениям as0 и аsф рассчитывали изменение интегрального коэффициента поглощения солнечного излучения после облучения: Δas=аsф-аs0.
Результаты экспериментальных измерений коэффициента отражения на длине волны 400 нм и расчетов изменений интегрального коэффициента поглощения после облучения образцов сульфата бария не модифицированного и модифицированных наночастицами диоксида кремния при различной его концентрации представлены в таблице.
Из таблицы следует, что коэффициент отражения на длине волны 350 нм при модифицировании изменяются с изменением концентрации наночастиц диоксида кремния таким образом, что существует минимальное значение, соответствующее концентрации 3 масс. %. При этом изменения интегрального коэффициента поглощения Δas этих порошков BaSO4 при одинаковых значениях флюенса электронов таковы, что наибольшей радиационной стойкостью обладает порошок, модифицированный наночастицами SiO2 с концентрацией 3 масс. %. Установленная корреляция в значениях коэффициента отражения на длине волны 350 нм порошков сульфата бария до облучения и значениях изменений интегрального коэффициента поглощения после облучения Δas позволяет выбрать порошок с наибольшей радиационной стойкостью без выполнения дорогостоящих операций:
- регистрации спектров диффузного отражения в широком солнечном диапазоне от 0,2 до 2,5 мкм до облучения;
- облучения порошков ускоренными электронами;
- регистрации спектров диффузного отражения в широком солнечном диапазоне от 0,2 до 2,5 мкм после облучения;
- проведения расчетов интегрального коэффициента поглощения до облучения аs0;
- проведения расчетов интегрального коэффициента поглощения после облучения аsф;
- проведения расчетов изменений интегрального коэффициента поглощения в результате облучения Δas.
Предлагаемый способ позволяет значительно сократить число технологических операций, экономить время и средства при определении радиационной стойкости порошков сульфата бария для терморегулирующих покрытий космических аппаратов. Способ не требует дорогостоящего, технически сложного оборудования, которое необходимо для определения радиационной стойкости пигментов и терморегулирующих покрытий космических аппаратов другими методами.
Claims (1)
- Способ отборочных испытаний на радиационную стойкость пигментов порошков сульфата бария для терморегулирующих покрытий класса «солнечные оптические отражатели», заключающийся в регистрации коэффициента отражения, отличающийся тем, что радиационную стойкость различных порошков оценивают по величине коэффициента отражения на длине волны 350 нм: чем больше значение коэффициента отражения, тем выше радиационная стойкость порошка.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124927A RU2688766C1 (ru) | 2018-07-06 | 2018-07-06 | СПОСОБ ОТБОРОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ПИГМЕНТОВ BaSO4 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124927A RU2688766C1 (ru) | 2018-07-06 | 2018-07-06 | СПОСОБ ОТБОРОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ПИГМЕНТОВ BaSO4 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688766C1 true RU2688766C1 (ru) | 2019-05-22 |
Family
ID=66637027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018124927A RU2688766C1 (ru) | 2018-07-06 | 2018-07-06 | СПОСОБ ОТБОРОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ПИГМЕНТОВ BaSO4 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688766C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1770903C (ru) * | 1989-07-19 | 1992-10-23 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Способ определени стойкости пигмента к космическому излучению |
| RU2527262C2 (ru) * | 2012-10-09 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Пигмент на основе модифицированного порошка диоксида титана |
| RU2554183C1 (ru) * | 2014-05-27 | 2015-06-27 | Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") | Радиационно-защитное терморегулирующее покрытие для космических аппаратов |
| RU2555484C2 (ru) * | 2013-10-08 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Пигмент на основе порошка диоксида титана, модифицированного наночастицами |
| RU2606174C1 (ru) * | 2015-08-07 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ определения стойкости к радиационным и температурным воздействиям наноэлектронного резонансно-туннельного диода (РТД) на основе многослойных AlGaAs (алюминий, галлий, арсеникум) полупроводниковых гетероструктур |
-
2018
- 2018-07-06 RU RU2018124927A patent/RU2688766C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1770903C (ru) * | 1989-07-19 | 1992-10-23 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Способ определени стойкости пигмента к космическому излучению |
| RU2527262C2 (ru) * | 2012-10-09 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Пигмент на основе модифицированного порошка диоксида титана |
| RU2555484C2 (ru) * | 2013-10-08 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Пигмент на основе порошка диоксида титана, модифицированного наночастицами |
| RU2554183C1 (ru) * | 2014-05-27 | 2015-06-27 | Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") | Радиационно-защитное терморегулирующее покрытие для космических аппаратов |
| RU2606174C1 (ru) * | 2015-08-07 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ определения стойкости к радиационным и температурным воздействиям наноэлектронного резонансно-туннельного диода (РТД) на основе многослойных AlGaAs (алюминий, галлий, арсеникум) полупроводниковых гетероструктур |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Михайлов М.М. О возможности повышения радиационнойстойкости порошков TiO 2 (рутил) прогревом в кислороде.-Поверхность. Рентгеновские, синхротронные, нейтронныеисследования, 2007, н. 7, с. 1-5. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hajakbari et al. | Optical properties of amorphous AlN thin films on glass and silicon substrates grown by single ion beam sputtering | |
| Monico et al. | Synchrotron-based X-ray spectromicroscopy and electron paramagnetic resonance spectroscopy to investigate the redox properties of lead chromate pigments under the effect of visible light | |
| Ahmed et al. | Investigating the thermographical effect on optical properties of Eu doped Y2O3: TiO2 nanocomposite synthesized via sol-gel method | |
| Dhas et al. | Effect of annealing on the photoluminescence and thermoluminescence properties of Eu 2+ doped BaSO 4 microgravels | |
| Kunimura et al. | A portable total reflection X-ray fluorescence spectrometer with a diamond-like carbon coated X-ray reflector | |
| Zaki et al. | Improve the surface structural and optical properties of PM-355 polymer by alpha particles | |
| El Mir et al. | Yellow emission of SiO2/Zn2SiO4: Mn nanocomposite synthesized by sol–gel method | |
| RU2688766C1 (ru) | СПОСОБ ОТБОРОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ПИГМЕНТОВ BaSO4 | |
| Rai et al. | Optical and structural properties of CsI thin film photocathode | |
| Bullen et al. | Valence and core-level binding energy shifts in realgar (As4S4) and pararealgar (As4S4) arsenic sulfides | |
| Kobayashi et al. | Comparison of radiation damage in different PbWO4 scintillating crystals | |
| Basun et al. | Optical absorption spectroscopy of Fe 2+ and Fe 3+ ions in LiNbO 3 | |
| Bateni et al. | Optical characterisation of lithium fluoride detectors for broadband X-ray imaging | |
| Yuryev et al. | Photoluminescence and cathodoluminescence of CaCu (Si2O5) 2 | |
| Nitti et al. | Influence of bias voltage on the stability of CsI photocathodes exposed to air | |
| Tiwari et al. | X-ray standing wave induced Compton and elastic scattering from thin periodic multilayer structures | |
| Dakhel | Structure, refractive index dispersion and optical absorption properties of evaporated Zn–Eu oxide films | |
| Stripp et al. | The effect of activator concentration on the infrared-sensitive phosphor, strontium sulfide—samarium, europium1 | |
| RU2656660C1 (ru) | ТЕРМОСТАБИЛИЗИРУЮЩЕЕ РАДИАЦИОННОСТОЙКОЕ ПОКРЫТИЕ BaTiZrO3 | |
| Rieger et al. | Surface carrier dynamics and diffusion in inorganic metal-halide perovskite films | |
| Krylov et al. | The influence of thermal annealing on the optical properties of nanocrystalline zinc sulfide films | |
| Dakhel | Correlated structural and optical properties of thin Eu oxide films | |
| Knat’ko et al. | Photostimulated diffusion of Na atoms in the alloy NaAu. II. Spectral and polarization dependences | |
| Mikhailov et al. | The variation of band gap width in zirconium oxide powders on grinding | |
| Montereali et al. | F and F-aggregates colour centres in lithium fluoride for high spatial resolution x-ray imaging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200514 Effective date: 20200514 |