II. Термоактиваційні процеси в радіаційно забарвлених кристалах CaF2-Na+ Текст научной статьи по специальности «Физика»

вые соотношения геометрических размеров транспортных систем и проведено сравнение их с циклоном-прототипом.

Ключевые слова: циклон, транспортная система, эффективность очистки.

Lyutyi Ye.M., Dorundyak L.M. Some New Approaches to Modelling Air Cleaning Processes at Woodworking Enterprises

Well-known achievements in aspiration and air cleaning are analysed. The new mathematical modelling of air movement in the cyclone, based on the Navier-Stokes equations, equations of indissoluble, equations of heat and balance conditions, is described. The influence of separate elements of construction on exploitative characteristics of cyclone is proved. New correlations of geometrical sizes of cyclone's split construction of the transport system are proposed. These correlations are compared to the cyclone-prototype as well.

Keywords: cyclone, transport system, efficiency, cleaning.

УДК 535.343.2

II. ТЕРМОАКТИВАЦ1ЙН1 ПРОЦЕСИ В РАД1АЦ1ЙНО ЗАБАРВЛЕНИХ КРИСТАЛАХ CAF2-NA+

ЗШ. Чоршй1,1.Б. Шрко2, В.М. Салапак3, М.В. Дячук4, АД. Кульчицький5, О.Р. Онуфрiв6

У моделi лшшного юнного кристала дослщжено термошдуковаш процеси в радь ацшно забарвлених кристалах CaF2-Na+, опромшених за 80 К юшзуючою радiацieю. В iнтервалi температур 80-300 К дослщжено криы спаду концентрацп VK, Vka(i), Fa, FA(i)-центрш та наростання VKA та MA+-центрiв. Показано, що у кристалах CaF2-Na з дефектами дипольного типу релаксащя забарвленого кристала вiдбуваeться за рахунок ре-комбшацшних процесiв. У кристалах з термiчно нерiвноважними точковими дефектами рекомбшацшш процеси вiдсутнi i сумарна концентрацш центрiв забарвлення пiд час названия кристала вiд 80 К до 300 К залишаеться сталою.

Ключовi слова: кристали, радiацiя, центри забарвлення.

Вступ. У попереднiх роботах [1-3] у моделi лiнiйного кристала розрахо-вано граничнi значения концентрацп центрiв забарвлення у кристалах CaF2-Na, опромiнених X-променями за Т=80 К. Розрахунки проводили окремо для трьох тишв кристалш:

• для кристатв, що мiстять TepMi4Ho рiвноважнi дефекти дипольного типу

[(Me+)-(Va)+ - (Ме+)-^)+]-пари дефекив;

• для кристалiв з TepMÎ4TO нерiвноважними точковими дефектами: [(Me+)--

^С^+К^-пари;

• для кристалiв i3 змiшаним типом дефекив, де Me - юн лужного металу

(Me+=Li+, Na+, K+).

(Me+) - : знак " - " означае, що Me+-iон мае негативний ввдносно криста-лiчноï гратки електричний заряд; (Va)+ - ваканск фтору (анюнна вакансiя), яка вiдносно кристалiчноï гратки позитивно заряджена.

1 проф. З.П. Чорнш1, д-р ф1з.-мат. наук - НЛТУ Украши, м. Льв1в;

2 доц. 1.Б. П1рко, канд. ф1з.-мат. наук - НЛТУ Украши, м. Льв1в;

3 доц. В.М. Салапак, канд. ф1з.-мат. наук - НЛТУ Украши, м. Львгв;

4 ст. викл. М.В. Дячук - НЛТУ Украши, м. Львгв;

5 доц. А. Д. Кульчицький, канд. ф1з.-мат. наук - НА друкарства;

6 доц. О.Р. Онуфргв, канд. ф1з.-мат. наук - НЛТУ Украши, м. Львгв

У цш робот дослiджено кривi спаду концентрацй центов забарвлення, яш генеруе радiацiя у rратцi кристала за температури 80 К, i кривi наростання нових центрiв забарвлення, яш виникають у кристалi пiд час його названия.

1. Методика дослiджень. Розрахунок кривих термiчного знебарвлення виконано за формулою Мотта

n(T) =-n-, (1)

1 + ю- exp(-£ / kT)

де: n0 - конценгращя центов забарвлення за низьких температур, за яких вони термiчно стабiльнi; n (T) - конценгращя центрiв забарвлення за температури Т, до яко'1 нагрщи забарвлений кристал; £ - енерпя активаци; ю- частотний фактор. Дослщжено кривi знебарвлення VK, FA(i), VкA(l)-Центрiв.

Для визначення криво! термiчного знебарвлення Vк-центрiв використа-но: Ti=120 К, £i= 0,25 еВ, noi= 0,6no, Т2=150 К, £2=0,29 еВ, Ио2=0,4по.

При знебарвленнi FA(1)-центрiв: Т3=168 К, £3=0,51 еВ.

При знебарвленш VKA(1)-центрiв: Т4=200 К, £4=0,65 еВ.

Значения температур Т1, Т2, Т3 та Т4 та енергiй активаци £1, £2, £3, £4 запо-зичено з роботи [4].

2. Результати дослщжень. Результати розрахунмв iлюструють рис. 1-12.

Рис. 1. Термотдуковаы перетворення dipKoeux u,eHmpie забарвлення у кристалах CaF2-0,2 мол. % NaF: 1, 2 - Kpuei термiчного знебарвлення VK i VKAi^eHmpie eidnoeidHo; 3) крива тeрмiчного наростання концентрацй VKA-^Hmpie. С - концентращя комплементарних пар цeнтpiв забарвлення, С0 - концентраця доpадiацiйних пар дeфeктiв

Рис. 2. Теpмiчне знебарвлення та термотдуковаы перетворення електронних центpiв забарвлення у кристалах CaF2-0,2 мол. % NaF, опромтених за Т=80 К:

1) крива mepмiчного знебарвлення FA-цeнтpiв; 2) крива наростання МА+-цeнтpiв

' 80 100 120 140 160 180 200 220 240Т, К Рис. 3. Термотдуковаш перетворення dipKoeux цеHmpie забарвленняу кристалах CaF2-0,025 мол. % NaF: 1, 2 - Kpuei термiчного знебарвлення VK i V^j^eumpie eidnoeiduo; 3) крива mepмiчного наростання концентрацП VKA-цeнmpiв 0,70.6-

00 120 140 160 180 200 220 240 Т, К Рис. 4. Термiчне знебарвлення та термотдуковат перетворення електронних ценmрiв забарвлення у кристалах CaF2-0,025 мол. % NaF, опромтених за Т=80 К:

1) крива mepмiчнoгo знебарвлення FA-цeнmpiв, 2) крива наростання МА -цeнmpiв 0,

'80 100 120 140 160 180 200 220 Т, К Рис. 5. ^mi термотдукованих перетворень комплементарных пар ценmрiв

забарвлення у кристалах CaF2-0,2 мол. % NaF i3 [(Na+)' - (Va)+(Na+)'(Va)+]-дорадiацiйними дефектами: С - концентраця комплементарних пар ценmрiв

забарвлення; С0 - концентраця дорадiацiйних пар дефектов; 1, 2, 3 - ^rni mepмiчнoгo спаду (наростання) (VK- FAJ)), (VKA-FA(1)) та (VKA-MA+)-пар цeнmpiв

забарвлення, вiдnoвiднo

О,

0,6-

О 0.4 О

0.2

0.0;

Л

— 1-о-2|

Ч

80 100 120 140 160 180 200 220 Т, К небарвлення FA(1)-ценmрiв (к чалах CaF2-0,2 мол. % NaF h дорадiацiйними дефектами

Рис. 6. ^mi mермiчного знебарвлення FA(1)-ценmрiв (крива 1) i наростання МА+-ценmрiв (крива 2) у кристалах CaF2-0,2 мол. % NaF h [(Na+)'- (Va)+(Na+)'(Va}+]-

'80 100 120 140 160 180 200 220Т, К Рис. 7. Крuвi термотдукованих перетворень комплементарных пар центрiв забарвлення у кристалах СаЕ2-0,025 мол. % МаЕ iз [(N0+)' - (У„)+(Ма+)'(У„)+]-дорадiацiйнuмu дефектами: 1, 2, 3 - крив1 терм1чного спаду (наростання) (Ук- Ра(1)), (УКА- Ра(1)) та (УКА - МА+)-пар центр1в забарвлення, в1дпов1дно

1.0т

Рис. 8. Крuвi термiчного знебарвлення FA(1)-центрiв (крива 1) i наростання МА+-центрiв (крива 2) у кристалах СаЕ2-0,025 мол. % МаЕ iз [(N0+) - (Уа)(Ма+)'(Уа)+]-дорадiацiйнuмu дефектами

' 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 Т, К Рис. 9. Крuвi термiчного знебарвлення комплементарних пар центрiв забарвлення у повторно опромтених кристалах СаЕ2-0,2 мол. % МаЕ: 1) ГА - Ук; 2) ГА(1) -Ук;

3) ¥а(1) -УКА; 4) ГА - У^ц)

0,300.25-

0,20 О 0,15 ^ 0,10 0,05 0.00

-О- 2 -о- 3

80 100 120 140 160 180 200 220 240 Т, К Рис. 10. Крuвi термiчного выпалу FA-центрiв (крива 1), FA(1)-центрiв (крива 2) та наростання МA-центрiв (крива 3) у повторно опромiненuх кристалах СаЕ2-

0,2 мол. % ШЕ

' 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Т, К Рис. 11. Kpuei mepMi4Hoeo знебарвлення комплементарных пар u,eHmpie забарвлення у повторно опромтених кристалах CaF2-0,025 мол. % NaF: 1) FA - VK;

2) fa(1)-vk; 3) fa(1)-vka; 4) Fa - vka(1)

0,5i

0,4

0,3 ОД-ОД 0,0

— 1 -^2^-3

V

80 100 120 140 160 180 200 220 240T, К Рис. 12. Крuei тepмiчного вiдпалу FA-цeнтpiв (крива 1), FA(1)-цeнтpiв (крива 2)

та наростання МА+-цeнтpiв (крива 3) у повторно опромтених кристалах CaF2-0,025 мол. % NaF

Висновки:

1. Вперше у лiтературi теоретично розраховано Kp™i TepMi4Horo знебарвлення та наростання цен^в забарвлення у кристалах CaF2-Na, яю загалом уз-годжуються з експериментальними даними [4-7].

2. Доцтьно розширити теоретичш дослщження на весь клас кристалiв флю-оритiв (кристали CaF2-Me+, SrF2-Me+, SrCl2-Me+, де Me+ = Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, CaF2-O2-, SrF2-O2-, SrCl2-Tl+), що дасть змогу визначити границi засто-сування моделi лiнiйного кристала.

Лггература

1. Чорнiй З.П. Автолокалiзацiя дарок в кристалах CaF2-Me+ (Me+=Li+, Na+, K+). Розрахунок к1нетики генераци / З.П. Чорнш, 1.Б. nipKo, В.М. Салапак М.В. Дячук, О.Р. Онуфрiв // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Л^в : РВВ НЛТУ Украши. - 2015. - Вип. 25.4. -С. 293-298.

2. Чорнш З.П. Генерация цеи^в забарвлення в кристалах флюорипв з теpмiчно неpiвно-важними структурними дефектами / З.П. Чорнш, 1.Б. Пipко, В.М. Салапак, М.В. Дячук, О.Р. Онуфpiв // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Л^в : РВВ НЛТУ Украши. - 2015. - Вип. 25. 6. - С. 351-358.

3. Чорнш З.П. Термоактивацшш процеси в раддащйио забарвлених кристалах CaF2-Me+ / З.П. Чорнш, 1.Б. Пipко, В.М. Салапак, М.В. Дячук, О.Р. Онуфpiв, А.Д. Кульчицький // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Л^в : РВВ НЛТУ Украши. - 2015. - Вип. 25.8. -С. 260-268.

4. Чорнш З.П. 1онш процеси в радаацшно забарвлених кристалах галогенвдв двовалентних металiв : дис. ... д-ра фiз.-мат. наук: спец. / З.П. Чорнш - Л., 2000. - 275 с.

5. Hayes W. Crystals with fluorite structure / W. Hayes, A.M. Stoneham. - Oxford, 1974. -

448 р.

6. Архангельская В.А. Люминесценция, термо- и фотохимия возмущенных центров окраски в кристаллах типа флюорита со щелочными примесями / В.А. Архангельская // Известия АН СССР. - Сер.: Физическая. - 1982. - Т. 46, № 2. - С. 295-299.

7. Hamidia A. Measurement of oscillator strengths of "F2A" centres in MeF2: A+ (Me = Sn, Sr; A+ = Li+, Na+, K+) / A. Hamidia, J. Margerie // Phys. Stat. Sol. - 1987. - Vol. 141, № 2. - Pp. 391-398.

Надклано до редакщ! 21.02.2016 р.

Чорний З.П., Пирко И.Б., Салапак В.М., Дячук М.В., Кульчицкий АД., Онуфрив О.Р. II. Термоактивационные процессы в радиационно окрашенных кристаллах CaF2-Me+

В модели линейного ионного кристалла исследованы термоиндуцированные процессы в радиационно окрашенных кристаллах CaF2-Na, облученных при 80 К ионизирующей радиацией. В интервале температур 80-300 К исследованы кривые спада концентрации VK, VKA(1), Fa, FA(1)-центров и нарастание VKA и M^-центров. Показано, что в кристаллах CaF2-Na с дефектами дипольного типа релаксация окрашенного кристалла происходит за счет рекомбинационных процессов. В кристаллах с термически неравновесными точечными дефектами рекомбинационные процессы отсутствуют и суммарная концентрация центров окраски при нагревании кристалла от 80 К до 300 К остается постоянной.

Ключевые слова: кристаллы, радиация, центры окраски.

Chornyi Z.P., Pirko I.B., Salapak V.M., Dyachuk M.V., Kulchitskiy A.D., Onufriv O.R. II. Thermally Activated Processes in Radiation Coloured Crystals of CaF2-Me+

In the model of line-ionic crystal thermal radiation induced processes in coloured crystals of CaF2-Na, irradiated at 80 K ionizing radiation are investigated. In the temperature range 80-300 K concentrations decline curves are studied VK, VKA (1), FA, FA (1) - growth centers and VKA and MA+-centres. It is shown that in crystals CaF2-Na defects dipole relaxation of coloured crystal type is due to recombination processes. In crystals with thermally nonequi-librium point defects recombination processes are absent and the total concentration of colour centers in the crystal is heated from 80 K to 300 K remains constant.

Keywords: crystals, radiation, colour canters, growth canters.

УДК 614.841

ВОГНЕЗАХИСН1 РЕЧОВИНИ НА ОСНОВ1 НАПОВНЕНИХ СИЛ1Ц1ЙЕЛЕМЕНТООРГАН1ЧНИХ ЗВ'ЯЗОК ДЛЯ МЕТАЛЕВИХ

КОНСТРУКЦ1Й

М.М. Гивлюд1, В.В. Артеменко2, Р. С. Яковчук3, Р.Б. Веселiвський4

Вивчено вшив будови зв'язки i наповнювача на вогнестшюсть високотемператур-них захисних покривш для металевих конструкцiйних матерiалiв. Значну частину комплексу цiнних захисних властивостей покривам надае карборансилоксанова зв'язка внаслщок фазових i структурних змiн шд час нагрiвання. Вивчено змiну фазового складу i структури покриття у процес нагршання i виявлено його вогнезахиснi властивостi. Отриманi результати шдтверджують можливiсть використання наповнених алюмшвд оксидом карборансилоксанових сполук як високотемпературних теплоiзоляцiйних i вогнезахисних покривiв металевих конструкцшних матерiалiв пiд час нагршання до 1200 °С та збшьшення довговiчностi захищених матерiалiв, якi працюють за нагрiвання понад 600 °С.

1 проф. М.М. Гивлюд, д-р техн. наук - НУ "Львгвськаполггехнка";

2 доц. В.В. Артеменко, канд. техн. наук - Льв1вський нацюнальний аграрний ун1версигег;

3 доц. Р.С. Яковчук, канд. техн. наук - Льв1вський ДУ безпеки життед1яльност1;

4 доц. Р.Б. Веселгвський, канд. техн. наук - Львгвський ДУ безпеки життед1яльност1