CC BY
43Медведев Е.Ф., д-р техн. наук, с.н.с. Российский федеральный ядерный центр -Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики
Минько Н.И., д-р техн. наук, проф. Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТЕКЛЯННЫХ МИКРОСФЕР ИЗ СИНТЕТИЧЕСКИХ
СОСТАВОВ
Представлены результаты анализа выборки стеклянных микросфер, предназначенных для применения в качестве водородонаполняемых микробаллонов в лазерно-физических экспериментах. Установлена корреляция между экспериментально определённой водородной проницаемостью, силикатным модулем и фактором связности структуры. Доказано, что микросферы отвечали предъявляемым требованиям.
Ключевые слова: стекло, микросферы, структура, силикатный модуль, фактор связности, водород, коэффициент проницаемости.
В настоящей работе представлены результаты анализа геометрических размеров и водородной проницаемости микросфер, изготовленных из боросиликатного стекла двумя различными методами, предназначенных для исследований в области лазерный физики.
Требования к геометрии и проницаемости микросфер определяются условиями конкретного физического эксперимента, например, по низкотемпературной консервации термоядерного топлива в виде дейтериево-тритиевого (ВТ) льда и изучению сверхплотного сжатия плазмы; параметры микроизделий должны соответствовать мощности и длительности лазерного им-
пульса, воздействующего на их поверхность. Требования к геометрическим параметрам микросфер приведены в табл. 1 [1]. Для подготовки лазерной установки к эксперименту требуется определённое время, поэтому контролировался период полуистечения DT-газа - Т1/2. Наиболее подходящими являются микросферы, для которых Т1/2>30 сут. Наполовину пустые (обезга-женные) микросферы заполняются газом до исходного давления, после чего они считаются пригодными для физических экспериментов. Микросферы с меньшим временем жизни используются в других экспериментах.
Таблица 1
Параметры микросфер для лазерно-физических экспериментов
Параметр Величина
Диаметр Б Сферичность Толщина стенки И Разнотолщинность ЛИ/И Эксцентриситет на участке (2^3)И Разномассовость Лт Время полуистечения газа Т1/2 не менее 100 мкм 0,5 % не менее 0,1 мкм не более 10 % 0,5 % 3 % не менее 30 сут.
Результаты измерения параметров микросфер нейтронным радиоактивационным методом зависят от однородности распределения в стекле нейтроно- и рентгенопоглощающих диагностических добавок (европия и свинца). Для этого были разработаны специальные составы и технология синтеза в водном растворе с применением органических и неорганических компонентов (табл. 2) [2-5].
Расчётным путём проницаемость оценивалась по коэффициенту КН (моль-м/(м2-с-Па), соответствующее уравнение предложено авторами работы [6]:
Кя = 8,1 • 10-14ехр
^1(17330-127,8С)
(1)
стеклообразователей
где С - содержание 8Ю2+Б20з+Р205, мол. %.
В уравнении (1) в явном виде не учтены другие типичные стеклообразователи, промежуточные оксиды, модификаторы (это можно
выразить как (100-СЯ02+вл+р205 х но тогда
"исчезают" первые три оксида) и характеристики структура стекла, без чего уравнение не совсем корректно, так как, несомненно, проницаемость стекла зависит от размерности и связности его структурной сетки. Для доказательства
приведем пример из [7]: при определённых концентрациях №20 и В203 уплотняют структуру, а SiO2 разрыхляет. В натриевоборосили-катных стёклах оба эффекта действуют противоположно, при содержании В203 около 18 мас. % оксид №2О в количестве 12-15 мас. % является донором кислорода, изменяя координационное число бора по кислороду с 3 до 4, тетра-эдрические группы [В04] усиливают структуру боросиликатных стёкол. При дальнейшем уве-
личении концентрации №2О тетраэдрические группы [В04] перестраиваются в плоские три-гональные [В03], что может вызвать фазовое разделение стекла в форме капельной ликвации, ослабление структуры стекла и усиление его проницаемости. Аналогичные явления происходят, если при постоянном содержании щелочного оксида повышается содержание В203 сверх 18 мас. %. В бесщелочных стёклах подобные эффекты отсутствуют.
Таблица 2
Стеклообразующие композиции для изготовления микросфер
Компонент Содержание компонента, мас. %
2033978 [2]* 2036856 [3]* 2036171 [4]* 2205802 [5]*
Н3В03 7,46-7,82 7,64-7,82 8,21-8,31 5,56-7,44
№0Н 25,43-26,59 26,46-26,72 27,60-27,72 13,60-15,52
К0Н 10,01-10,36 10,25-10,48 11,01-11,14 0,06-0,15
Ь12804 нет нет 0,07-0,70 нет
Ь12С0з 0,25-0,74 0,22-0,74 нет нет
Еи20з 0,70-4,00 0,70-4,00 нет нет
РЬ0 нет нет нет 6,65-6,82
СбН807 3,90-22,30 3,90-22,30 нет 20,50-22,90
С22Нп09(КН4)з 0,60-3,50 нет нет 0,10-0,24
(МН2)2С0 1,00-2,90 1,00-3,00 нет нет
СаСО3 нет нет нет 5,94-6,06
Ыв(0Н)2 нет нет нет 1,17-1,45
А1(0Н)3 нет нет нет 0,02-0,05
Н28103 остальное остальное остальное остальное
Примечание* - номера патентов РФ; "нет" - отсутствие вещества в составе
Важным технологическим параметром, определяющим соотношение основных компонентов силикатных стёкол, является силикатный модуль п51 , который рассчитывался по формуле (2) [8]:
С
% =
С
(2)
где С
С
8Ю2 ' С №20
содержания оксидов кремния
и натрия, мол. %.
В качестве структуроопределяющего параметра в настоящей работе использовался фактор связности структуры стекла, предложенный Н. Н. Ермоленко [9]:
У =
Е/?-Е/к Е/
J
(3)
*Для обозначения модуля применяется символ М, но также обозначается мольная масса, поэтому здесь и далее для силикатного модуля применялся символ иа
После преобразования с учётом рекомендаций автора формула (3) применялась в следующем виде:
I хС £ > Хкск
у = I J J J к_
(4)
где 2 - валентность; х - число атомов металла в молекуле оксида; ) к - оксиды, содержащие катионы с валентностью 2>1 и 2=1 соответственно; С - содержание оксида, мол. %.
Знак "минус" в числителе формулы означает, что щелочные оксиды разупорядочивают структуру стёкол. Формулу (4) можно применять для прогнозирования размерности структуры: 7=4 указывает на образование трёхмерной сетки, 7=3 - двухмерной слоистой, 7=2 - одномерной цепочечной структуры, при 7<2 нельзя считать возможным образование стекла; в [9] приведены соответствующие структурные мотивы.
Фактор связности 7 отражает фундаментальное свойство стёкол - свободный объём, определяющий газопроницаемость. С усилением связности сетка стекла в большей степени
2
приближается к структуре кварцевого стекла, наиболее газопроницаемого [7], и наоборот -низкая связность свидетельствует о менее проницаемой (более упакованной) структуре, следовательно, 2<Y<4. Линейная зависимость между упаковкой и проницаемостью стекла, скорее всего, маловероятна.
Оценим количество водорода, проходящего через наименьшее отверстие в сетке стекла. Мо-стиковые кислороды могут образовать треугольник (наименьшее отверстие) площадью SO-
q_g=/q_q2 л/372 =(2,64-10-10)2-0,865=6-10-20 м2. Межъядерное расстояние 1Н-Н в молекуле Н2 - 74 пм [10], поэтому площадь её сечения 1,7-10-20 м2, а количество молекул, одновременно проходящих через ячейку, равно трём. В сетке есть полости более сложной формы, способные пропускать больше газа. То есть проницаемость необходимо прогнозировать уже на этапе разработки состава стекла, моделируя возможную структуру, определяя необходимые компоненты, их молярные объёмы, условия стеклообразова-ния и т. д.
По традиционной твердофазной технологии стеклянные водородонаполняемые микросферы в силу их специфики (табл. 1) изготовить нельзя, необходимы совершенно иные методы. Известные способы получения силикатов со свинцом и лантаноидами, в частности, с европием, ориентированы на классический твердофазный метод, соосаждение в растворах с компонентами основы или диспергирование оксидов в растворе.
В [11] сообщается о двух способах изготовления сфер. Жидкость (суспензия, горячий раствор) из капельницы поступает в трубу с холодным (сжиженным) газом, где капли, замерзая, приобретают сферическую форму.
По другому способу микросферы изготавливаются из стеклокрошки [12] с введённым вспенивателем.
В [13] при термообработке на капли воздействуют ультразвуком.
В [14] описываются способ и печь для изготовления микросфер по методу капель, указывается температурный режим и стеклообра-зующие составы.
В [15] приводятся новые способы получения силикатных стёкол и составы стёкол [16] фирм "3M Co." (США), "Saint-Gobain Vitrage" (Франция), "Glaverbel" (Бельгия), "Nippon Sheet Glass Co." и "Tokai Kogyo Co." (Япония) для получения микросфер. Вначале золь-гель способом получается раствор. Затем раствор сушится в распылительной сушилке и отбираются порошки заданной дисперсности, из которых формируются микросферы. Далее микросферы
обрабатываются химическими реагентами, отмываются и сушатся. По второму способу предварительно сваренное стекло размалывается и фракционируется на ситах. Порошки нужной дисперсности пропускаются через пламя газовоздушной горелки, в результате получаются микросферы. Физико-химические характеристики микросфер, изготовленных по классической технологии, выше, чем по золь-гель способу; но первый способ сложнее по аппаратурному оформлению и более материалоёмок.
В настоящей работе микросферы изготавливались методами капель и фритты [2-5], вначале всегда готовился водный раствор компонентов. По методу фритты раствор исходных компонентов сушился до состояния геля, затем дробился, отбирались фракции частиц требуемой дисперсности. В обоих методах применялась высокотемпературная печь (рис. 1). Основной конструктивный элемент печи - вертикально устанавливаемая теплоизолированная труба из алунда длиной около 5 метров. Внутри размещалась вторая труба из плавленого кварца для изоляции керамики от расплава стекла. Печь состояла из четырёх температурных зон и зоны охлаждения микросфер. В 1 зоне капли рабочего раствора за счёт испарения воды преобразовывались в гелевые шарики. Во 2 зоне (300 °С) гель уплотнялся. В 1-3 зонах (до 500 °С) выделялись пары воды и углекислый газ при сгорании органических компонентов, эти газы формировали полые микросферы. В 3-4 зонах (800-1400 °С) разлагался сернокислый литий - неорганический газообразователь, газообразные оксиды серы препятствовали коллапсу полых микроизделий в высокотемпературной зоне (не выше 1400 °С), где завершалось стек-лообразование.
По методу капель в верхней части печи устанавливался генератор для разбиения струи раствора на капли. Для предотвращения слипания 9 из 10 падающих капель отклонялись электрозарядным устройством и собирались в специальном резервуаре, откуда раствор вновь возвращался в производственный цикл. Образовавшиеся микросферы оседали вниз и собирались в коллекторе, представлявшем собой цилиндр из металлической фольги с сетчатым дном. В методе фритты генератор капель и элек-трозарядник не применялись, а микросферы изготавливались из отобранных фракций молотой фритты.
По методу капель изготавливались однородные по геометрическим размерам изделия. Для уменьшения разброса параметров в методе фритты необходимо фракционирование. В методе капель процентное соотношение полых и не-
кондиционных изделий (шариков, осколков сфер, бесформенных кусочков стекла и других) в среднем составляло 80:20, в методе фритты выход некондиционных изделий мог достигать
40 %. Бракованные изделия осложняли ручной отбор кондиционных микросфер.
Рис. 1. Технологическая схема изготовления стеклянных микросфер: а - схема производства; б - печь
Метод капель ограничивался только временем старения растворов (образование осадков и геля), а использование ультразвука требовало специальных мер защиты персонала. Второй метод проще по аппаратурному оформлению, допускалось длительное хранение готовой фритты. Несмотря на имеющиеся недостатки оба метода одинаково пригодны для изготовления водородонаполняемых стеклянных микросфер.
Всего было изготовлено 89 партий микросфер из стекла щелочноборосиликатного состава (КВ81)*. Размеры изделий изменялись в следующих пределах, мкм: Дтт (20-300), Дтах (1401400), ДСр (136-606), И (0,75-10,5); ДИ/И (1-10) %. Три партии (3 % от общего количества) не пригодны для физических исследований - ДИ/И>10 % (2 партии), ДИ/И=1 % (1 партия); а 86 партий (97 %) кондиционные, 5 %<ДИ/И<10 %. Из них отобрали и при 200-300 °С заполнили БТ-газом 605 микросфер.
Выборку из 605 микросфер разделили на 3 части: ДИ/И<5, ДИ/И=5, 5<ДИ/И<10. Проведен ста-
тистический анализ измеренных величин и рассчитаны коэффициенты КН по формуле (3). Изделия характеризовались удовлетворительной проницаемостью, разнотолщинность 92 % сфер составляла ДИ/И<5 %. В 25-ти случаях истечение БТ-газа длилось более 0,5 года. Получен рекордный результат - Ту2>2 лет (822 сут.).
Большинство микросфер со свинцом (75 % от общего количества) и все микросферы с европием оказались пригодными для лазерно-физических исследований. Эмпирически получено следующее выражение:
KH=0,0549^0-20Dh(tmy1
(5)
*В изготовлении микросфер участвовали Б. Н. Илюшечкин, Е. Ф. Медведев, В. Г. Гоголев, В. М. Изгородин. Отбор, измерение геометрических параметров микросфер и давления газа выполнила Н. Н. Мариничева (РФЯЦ-ВНИИЭФ)
Результаты сравнительного анализа составов и проницаемости микросфер, полученных в настоящей работе, и аналогов из Калифорнийского университета (UC, США); Ливерморской национальной лаборатории им. Э. О. Лоуренса (LLNL, США); Исследовательского центра по лазерному термоядерному синтезу Китайской Академии технической физики, г. Миньян (RCLF CAEP, КНР); Объединённой фирмы, г. Энн Эрбор (KMS Fusion, США), представлены в табл. 3-5 и проиллюстрированы рис. 1.
Основа составов (табл. 3), мол. %: SiO2 68,9±3,9; B2O3 3,67±0,97; N2O 20,8±2,8; K2O 4,9±1,2; Li2O 0,37±0,12; другие оксиды встречались эпизодически. Целесообразно применять
СаО и MgO, они повышают устойчивость изделий к атмосферной коррозии.
Установлена корреляция между проницаемостью и содержанием оксидов, однако уравнения регрессии выражались полиномами 5-6 сте-
пеней, что указывало на сложный характер зависимости. С учётом данных табл. 3 и формулы (1) получено уравнение 1^Н=:Т(«81), так как ^КН в основном зависела от содержания оксидов 8102 и Ка20 (рис. 2):
№=-19,74+0,11^31 -0,13ий2 +0,01ий3,
р=0,92.
С , мол. %
оксид
80- 5 6 7 -•
Ф
60- 1
* : * + I
40- ★
20- ш IV
0- ЛП ЪГ
и ^ ^ ж
0 2 4 6
8 10 12
-10 -15
--20 --25 --30 -35
Щ I
•
о д
V
д О
В2Оз
II VI
№2О III
K2O V Li2O
СаО
X
VII IV
примеси
MgO
Р2О5 А12^3
< >
Ф
Ш 2пО ~ Ей О.
23
^ РЬО
п„
Рис. 2. Изменение содержания оксидов Соксид в составах стёкол микросфер и коэффициента проницаемости (расчёт по формуле (1)) в зависимости от силикатного модуля и31 (расчёт по формуле (2))
Таблица 3
Составы композиций микросфер и их критерии Кг
Содержание оксида С 1, мол. % Кг Источник
3102 Б203 Ш20 К20 Ь120 Са0 Ый0 Р205 А1203 Zn0 Еи203 РЬ0 пр. Цз, 1еКН
79,00 2,00 6,80 0,10 - 10,0 05 0,3 02 0,8 - - 0,3 11,62 -13,80 [6]
72,70 1,80 21,80 3,50 0,20 - - - - - - - - 3,33 -22,00 [14]
78,79 1,49 18,11 1,51 0,10 - - - - - - - - 4,35 -19,73 [17]
65,95 6,52 21,34 5,91 0,28 - - - - - - - - 3,09 -19,66 [5]
52,46 6,00 31,60 8,77 0,79 - - - - - 0,38 - - 1,66 -19,74 [3]
66,81 4,78 21,54 4,81 0,46 - - - - - - 2,6 - 3,10 -19,84 [5]
76,70 1,40 10,60 - - 11,3 - - - - - - - 7,24 -20,52 [18]
Примечание. "-" - отсутствие компонента в составе; пр. - сумма примесей; коэффициент водородной проницаемости Кн рассчитывался по формуле (1)
№
-12 -14 -16 -18
-20 -22 -24 -26
I
II
* III
\ IV V VI
Л о
12 45 23 56
7
8
12
Газовая среда
11
Рис. 3. Проницаемость стёкол для лазерно-физических исследований
I [6], 1 - Н2, 2 - Б2, 3 - БТ;
II [19] 4 - Не, 5 - Б2, 6 - Ые; III [13], 7 - Н2; IV [17], 8 - БТ;
V [2-5], 9-11 - БТ (стёкла систем 9 - Ка20-К20-Ь120-Б203-8102, 10 - Ка20-К20-Ь120-Еи203-Б203--3102, 11 - №20-К20-П20-РЬ0--Б203-3102); VI [18], 12 - БТ
Таблица 4
Проницаемость стеклянных сферических микробаллонов при 293-300 К
Источник Величина lgKH (1)
UC&LLNL [6] Кварцевое стекло (монолит) [19] LLNL [13] RCLF CAEP [17] Настоящая работа (RBSi,+Eu,+Pb) [2-5] KMS Fusion [18] -13,4; -14; -14 -16,73; -19,4; -20,44 -18; -19; -20; -21; -22; -23; -24; -25; -26 -19,74; -20,094, -19,684, -19,634, -19,55; -19,69 -19,66; -19,74; -19,84 -20,52
В табл. 4 и на рис. 3 приведены результаты измерения проницаемости стеклянных микросфер-аналогов. Проницаемость микросфер UC&LLNL наиболее высокая. Микросферы разного состава, полученные в настоящей работе, мало отличались по проницаемости, т. е. определяющее влияние на свойство оказал щелоч-ноборосиликатный состав основы, а не диагностические добавки - европий и свинец.
В результате корреляционно-
регрессионного анализа данных расчёта величины ^Кн и фактора связности структуры У получено уравнение (5):
1^н=40,45-63,97У+22,47У 2-2,61У 3, р=0,9.
Аппроксимация полиномом третьей степени указывала на большую зависимость ^Кн от фактора связности структуры У. По коэффициенту проницаемости микросферы савнивать трудно: нельзя исключить вероятные погрешности методики измерения и (или) влияние на свойство механических дефектов поверхности изделий (микротрещин, открытых пор и т. п.), то есть в эксперименте получается интегральная проницаемость - свойство стекла как вещества и изделия из вещества. Проницаемость стёкол
Результаты сравнения микросфер-ан
объективнее оценивать как функцию Кн=:Т(У), это позволяет понять причину большей или меньшей проницаемости в зависимости от состава и структуры: с ростом в стекле количества 8Ю2 и с уменьшением количества модификаторов размерность сетки повысится, поэтому коэффи-циент проницаемости выше и наоборот. Близость средних значений (Кн, э / Кн, р)ср. и Кср. (1,6 и 1,2 соответственно, табл. 5) подтверждает целесообразность применения фактора У для расчёта коэффициента Кн. Для изготовления водородонаполняемых микросфер высококремнезёмные стёкла менее предпочтительны. Ожидается, что проницаемость стёкол, обогащённых модификаторами, будет ниже, что не противоречит известным фактам. При У<2 стекло не образуется, поэтому при разработке составов микросфер необходимо учитывать ограничительное условие 2<У<4. По результатам анализа величин Кн, э / Кн, р следует вывод: расчётные значения коэффициента проницаемости заведомо ниже, поэтому формулу (1) можно применять не для строгих количественных расчётов, а для понимания тенденции изменения водородной проницаемости стёкол в зависимости от их составов.
Таблица 5
гов по коэффициенту проницаемости
KH, э Y KH, р KH, э / KH, р K Источник
2,29-10-20 2,93 1,86-10-20 1,23 1,37 [2-5]
1,86-10-20 3,48 8,91-10-21 2,09 1,15 [17]
3,02-10-21 3,54 6,46-10-21 0,45 1,13 [18]
8,82-10-21 3,64 2,75-10-21 3,02 1,10 [6]
1-10-22 3,89 1-10-22 1,00 1,03 [13]
Примечание. Индексами "э, р" обозначены коэффициенты проницаемости, расчёт по формуле (5) и с учётом формулы (3) соответственно; (Кн, э / Кн, р)ср = 1,6, Кср =1,2; ср. - среднее; К - коэффициент сравнения проницаемости кварцевого (У=4) и любого другого стекла (У<4), К=4У- [20]
Итак, в результате анализа геометрических параметров и водородной проницаемости микросфер, изготовленных в настоящей работе, установлена корреляция проницаемости с силикатным модулем и фактором связности структуры. Проницаемость определяют основные структурообразующие оксиды кремния и
натрия, и это свойство не зависит от диагностических добавок. Микросферы, изготовленные из синтетических составов, имели следующие параметры: диаметр Д=228±3 мкм (требовалось не менее 100); толщина стенки Л=2,81±0,07 мкм (требовалось не менее 0,1); разнотолщинность ДЛ/Л=4,69±0,04 % (требовалось не более 10);
среднее время полуистечения газа составило 71/2=51,6 сут. (требовалось не менее 30). Микросферы отвечали требованиям лазерно-физических исследований, сравнимы с зарубежными аналогами и превосходили некоторые из них по коэффициенту проницаемости КН=(2,2±0,2)-10-20 моль-м/(м2-с-Па) (проницаемость микросфер Калифорнийского университета КН=1,58-10-14 моль-м/(м2-с-Па)).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Меркульев Ю. А. Лазерные термоядерные мишени. Разработка физических основ технологии изготовления и создание аппаратурного комплекса для их производства / Автореф. дис. ....док. физ.-мат. наук. М.: ФИАН им. П. Н. Лебедева РАН. 1996. 58 с.
2. Пат. 2033978 Российская Федерация, МКИ6 С 03 В 8/02. Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер / Е. Ф. Медведев, Б. Н. Илюшечкин // 1995, Бюл. № 12. 4 с.
3. Пат. 2036856 Российская Федерация, МКИ6 С 03 В 8/02. Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер / Е. Ф. Медведев, Б. Н. Илюшечкин // 1995. Бюл. № 16. 5 с.
4. Пат. 2036171 Россия, МКИ6 С 03 В 8/02. Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер / Е. Ф. Медведев, Б. Н. Илюшечкин // 1995, Бюл. № 15. 4 с
5. Пат. 2205802 Россия, МПК7 С 03 В 8/02. Раствор для изготовления стеклянных микросфер / Е. Ф. Медведев // 2003. Бюл. № 16. - 6 с.
6. Tsugawa P.T., Moem J., Roberts P. E., Souers P. G. Permeation of helium and hydrogen from glass microsphere laser targets // J. Applied Physics. 1976. Vol.47. № 5. P. 1987-1993
7. Эйтель В. Физическая химия силикатов / Пер. с англ. А. А. Леонтьевой, И. А. Островского, Я. М. Коца, Н. И. Овсянниковой и Г. П. Орловой; Под ред. Н. Н. Курцевой, А. А. Майера и К. М. Феодотьева. М.: ИИЛ, 1962. 1056 с.
8. Корнеев В. И., Данилов В. В. Производство и применение растворимого стекла: Жидкое стекло. Л.: Стройиздат, 1991. 176 с.
9. Ермоленко Н. Н. Химическое строение и некоторые свойства оксидных стекол // Стеклообразное состояние: Тр. VIII Всесоюз. совещ., Ленинград, 28-31 октября 1986 г. / Отв. ред.: Е.
А. Порай-Кошиц. Л.: Наука, 1988. 432 с. 10. Ли-бау Ф. Структурная химия силикатов / Пер. с англ. П. М. Чукурова; Под ред. Д. Ю. Пущаров-ского. М.: Мир, 1988. 412 с.
11. Гамалий Е. Г., Громов А. И., Исаков А. И., Кружинина Л. А., Леонов Ю. С., Матвеева Ф. И., Меркульев Ю. А., Никитенко А. И., Рычкова Е. Г., Склизков Г. В. Лазерные термоядерные мишени / Сб.: Труды ФИАН. Лазерные термоядерные мишени и сверхпрочные баллоны. М.: Наука. 1994. Т. 94. С. 29-60
12. Izawa Y., Norimatsu T., Yamanaka C. Target fabrication activities in Japan // J. Vacuum Science Technology. A 3 (3). 1985. May/June. P. 1252-1257
13. Campbell J. H., Grens J. Z., Poco J. F. Preparation and properties of hollow glass micro-spheres for use in laser fusion experiments // UCRL-53516. LLNL: US Goverment Printing office, 1984/10-587-002/24013. 59 р.
14. Pat. 4257799 USA, Int. Cl.3 C 03 B 3/04. Method for producing small hollow spheres / A. Rosencwaig, J. C. Koo, J. L. Dressler // Official Gazette. 1981. March. № 24. 12 р.
15. Лавров Р. В., Минько Н. И. Новое в технологии силикатного стекла // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 2 (33). Ч. 1. С. 45-47.
16. Будов В. В. Полые стеклянные микросферы. Применение, свойства, технология // Стекло и керамика. 1994. №7-8. С.7-11
17. Qiu Long-hui, Tang Yong-jian, Wei Yun, Fu Yi-bei, Zheng Yong-ming, Shi Tao, Yao Shu-jiu. Fabrication of Thin Wall Hollow Glass Micro-spheres Used in Laser Fusion Experiments on Shen Guang II // Science in China. Series A (Mathematics, Physics, Astronimy). 2002. Vol. 45. № 3. P. 371-377
18. Nolen R. L., Downs Ir. R. L., Miller N. S., Ebner M. A., Doletzky N. E., Solomon D. E. Fabrication of Glass Shells. Report of KMS Fusion, Inc. Ann Arbor. 1977. TuE1-1 - 1-4
19. Николаев Н. И. Диффузия в мембранах. М.: Химия, 1980. 232 с.
20. Медведев Е. Ф. Водородная проницаемость силикатных и боросиликатных стекол: основы феноменологии, золь-гель синтез и анализ компонентов362 с.
Medvedev E.F., Min'ko N.I
PRODUCTION OF GLASS MICROSPHERES FROM SYNTHETIC COMPOUNDS
The results of analysis of glass microspheres access were represented. Microspheres were used as hydrogen inflated microballoons in laser physics experiments. The correlation between experimentally determined hydrogen permeation, silicate modulus and structure connectivity factor was determined. It was proved, that microspheres met the presented requirements.
Key words: glass, microspheres, structure, silicate modulus, connectivity factor, coefficient ofpermeation.
Медведев Евгений Фёдорович, доктор технических наук, старший научный сотрудник
Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики.
Адрес: 607188, г. Саров Нижегородской обл., пр. Мира, 37
Минько Нина Ивановна, доктор технических наук, профессор. Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова Адрес: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46 Е-та11: [email protected]
