Исследование фото- и радиационной стойкости пигментов, легированных оксидантами и нано порошками

• Автор: Соколовский, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ГЛАВА I ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Факторы космического пространства

1.1.1 Электромагнитное излучение Солнца

1.1.2 Солнечный ветер

1.1.3 Солнечные космические лучи

1.1.4 Заряженные частицы, захваченные магнитным полем Земли

1.1.5 Вакуум космического пространства

1.1.6 Температура внешней поверхности космического аппарата

1.2 Структура, оптические свойства, фото - и радиационная стойкость

пигментов диоксида титана и покрытий, изготовленных на его основе

1.3 Структура, оптические свойства, фото - и радиационная стойкость

пигментов оксида цинка и покрытий, изготовленных на его основе
1.4 Структура, оптические свойства, фото - и радиационная стойкость
пигментов диоксида циркония и покрытий, изготовленных на его основе
Способы повышения фото - и радиационной стойкости пигментов и покрытий, изготовленных на их основе
Методы повышения фото - и радиационной стойкости пигментов
Постановка задачи исследований
ГЛАВА II
МЕТОДИКИ ЛЕГИРОВАНИЯ ПИГМЕНТОВ, РЕГИСТРАЦИИ СПЕКТРОВ ОТРАЖЕНИЯ И ОБЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВ
2.1 Легирование пигментов оксидантами
2.2 Легирование пигментов нано порошками
2.3 Методика приготовления образцов
2.4 Установка и методика регистрации спектров диффузного отражения и облучения порошков в вакууме
2.5 Методика расчета интегрального коэффициента поглощения солнечного
излучения
Выводы по второй главе

ГЛАВА III
ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ТЕТРА - И ПЕРОКСОБОРАТОМ НА СПЕКТРЫ ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ, ИНТЕГРАЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОГЛОЩЕНИЯ а8 ПИГМЕНТОВ, И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ
ЗЛ Легирование диоксида титана тетраборатом натрия
3.2 Легирование диоксида титана пероксоборатом калия
3.3 Легирование оксида цинка пероксоборатом калия
3.4 Кинетика изменения оптических свойств при облучении пигмента оксида цинка, легированного пероксоборатом калия
3.5 Легирование диоксида циркония пероксоборатом калия
Выводы по третьей главе
ГЛАВА IV
ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ПЕРЕКИСЬЮ НАТРИЯ НА СПЕКТРЫ ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ, ИНТЕГРАЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОГЛОЩЕНИЯ а5 ПИГМЕНТА ДИОКСИДА ТИТАНА И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
ПРИ ОБЛУЧЕНИИ
4.1 Влияние концентрации и условий легирования на оптические свойства
пигмента диоксида титана и их изменение при облучении
4.2 Кинетика изменения оптических свойств исходного и легированного
пигментов диоксида титана под действием ЭМИ
Выводы по четвёртой главе
ГЛАВА V
ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ НАНО ПОРОШКАМИ НА СПЕКТРЫ ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ, ИНТЕГРАЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОГЛОЩЕНИЯ а8 И ИХ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ПИГМЕНТОВ
5.1 Легирование пигмента диоксида титана нано порошками А1203 и Тх02
5.2 Влияние потока электронов на спектры диффузного отражения, интегральный коэффициент поглощения покрытий на основе пигмента диоксида титана, легированного нано порошками АГО? и 7г02
5.3 Кинетика изменения интегрального коэффициента поглощения пигмента диоксида титана, легированного нано порошками АЬО; и 7г02
5.4 Влияние ЭМИ на спектры диффузного отражения и интегральный коэффициент поглощения пигмента диоксида циркония, легированного нано
порошками АГОз и Zr02
Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы. Развитие космической техники, химической, лакокрасочной и бумажной промышленности ставит задачи по созданию новых материалов и покрытий, обладающих высокой стабильностью оптических свойств и рабочих характеристик в условиях действия квантов света и потоков заряженных частиц. Диэлектрические и полупроводниковые порошки -пигменты отражающих покрытий работают в условиях действия потоков ускоренных электронов (отражающие покрытия космических аппаратов), ультрафиолетового и видимого излучений (краски, бумага, отражающие покрытия космических аппаратов). Под действием различных видов ионизирующих излучений в кристаллической решетке пигментов образуются центры поглощения, обусловленные дефектами катионной и анионной подрешеток. Поэтому разработка способов повышения стабильности оптических свойств к действию различных видов излучений является актуальной проблемой.
Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что одним из эффективных направлений решения такой задачи является введение в порошки оксидантов - веществ, способных легко отдавать кислород матрице. Разлагаясь под действием излучений, оксиданты способны поставлять кислород в решетку взамен кислорода, выходящего из оксидных пигментов при их фотолизе или радиолизе. Кроме того, оксиданты способны окислять находящиеся на поверхности сорбированные газы и органические примеси и тем самым замедлять реакции разложения матрицы за счет уменьшения концентрации центров рекомбинации для дырок, образованных при облучении. В качестве оксидантов могут выступать тетрабораты и тетрахлораты, пероксобораты и пероксохлораты щелочных металлов и их перекиси с низкой температурой и энергией диссоциации.
Не менее перспективным методом повышения стойкости оптических свойств является легирование пигментов «белыми» нано порошками различных оксидов, поскольку нано порошки обладают большой удельной поверхностью и

Таблица 2
Значения длин волн, соответствующих равноэнергетическим участкам Солнца.
№ п/п 1 2 3 4 5 6 7
X, нм 315 366 408 437 463 490 518
№ п/п 9 10 11 12 13 14 15
X, нм 576 607 639 673 712 754 801
№ п/п 17 18 19 20 21 22 23
X, нм 915 984 1060 1160 1270 1420 1640 2020
Выводы по второй главе
1. Разработаны методы легирования порошков-пигментов оксидантами и нано
порошками, описана методика приготовления образцов для исследования, измерения спектров отражения и их изменений после облучения электронами и ЭМИ.
2. Приведена схема, устройство и принцип работы экспериментальной установки “Спектр-1”, предназначенной для исследования оптических свойств пигментов и отражающих покрытий до и после облучения электромагнитным излучением со спектром близким к солнечному и ускоренными частицами.