CC BY
29
• при помощи управляющей ПЭВМ задается закон перемещения стола - податчика;
• включается источник воды высокого давления;
• осуществляется дозированная подача жидкого азота;
• включается перемещение разрезаемого РЛМ относительно водоледяного инструмента (рис. 4).
Таблица 2.
Геометрические параметры закладных втулок камеры смешивания
№№ исполнения Внутренний диаметр, й?кс, м Длина, /кс, м
1 0,015 0,015
2 0,015 0,020
3 0,015 0,025
4 0,015 0,030
5 0,015 0,035
6 0,017 0,020
7 0,019 0,020
8 0,021 0,020
9 0,023 0,020
Выводы
В результате анализа проведенных экспериментов по раскрою рулонных материалов различного состава был сделан вывод о целесообразности применения водоледяных струй (по сравнению с раскроем чистой водой или водой с полимерными добавками). Производительность раскроя водоледяными струями повышается в 4 раза по сравнению с гидроструйной резкой. Это объясняется изменением процесса раскроя. Если при гидроструйном способе обработка материала велась за счет локального создания напряжений растяжения - сжатия, то при водоледяном раскрое (помимо «водной составляющей») - за счет возникновения процесса резания образовавшимися льдинками.
Гидроструйные технологии являются на сегодняшний день одним из перспективных направлений развития техники и технологий разрушения различных материалов.
Литература
1. Тихомиров Р.А., Гуенко B.C. Гидрорезание неметаллических материалов. -Киев.: Техника. 1984.-149 с.
2. M. Hashish, C. M. Duhcky. The formation of cryogenic and abrasive - cryogenic jets / 6th American Water Jet Conference August 24-27.1991: Texas.
Определение оптических центров свечения в облученном УФ лазером
пластмассовом сцинтилляторе
к.ф.-м.н., доц. Волкова Л.В., Борисова Е.А., д.ф.-м.н., проф. Нурмухаметов Р.Н.
МГТУ «МАМИ»
Введение
Пластмассовые сцинтилляторы (ПМС) представляют собой композиции, состоящие из оптически прозрачного пластика, содержащего органические люминофоры, которые обладают яркой люминесценцией при действии на них ионизирующего излучения. Из таких композиций изготовляют сцинтилляторы в виде оптических волокон, пленок и пластин с большой поверхностью, а также объемных блоков любых размеров и формы, что значительно расширяет возможность их применения. Достоинством ПМС является быстродействие -время жизни радиолюминесценции составляет от долей до нескольких наносекунд. Они применяются для детектирования и дозиметрии радиации.
Наиболее широко используется ПМС на основе полистирола (ПС), с добавленными в него люминофорами - п-терфенилом (р-ТР) и 1,4-бис(2-(5-фенилоксазолил))-бензолом (POPOP). ПС-пластик является наиболее радиационностойким по сравнению с другими из-
Раздел 2. Технология машиностроения и материалы. вестными синтетическими полимерами, он обладает высокой светопроницаемостью в широком спектральном диапазоне (^ > 290нм ).
Длительная эксплуатация детекторов приводит к возникновению в сцинтилляторе оптического радиационного износа, в результате чего снижается эффективность сцинтиллято-ра. Авторы работ [1-5] полагают, что основной причиной оптического радиационного износа ПМС является образование и накопление в полимерной матрице радикалов, которые поглощают свет радиофлуоресценции, и тем самым ослабляется световыход сцинтиллятора. В то же время вопрос о том, как изменяется полимерная матрица в процессе облучения, какие при этом возникают структуры и как они влияют на фотофизические процессы в ПМС, в литературе не затрагивается.
Недавно нами было установлено [6], что воздействие излучения УФ-лазера ( ^ > 248нм ) на образцы ПМС вызывают снижение его световыхода. Использование в эксперименте ультрафиолетового лазера позволяло смоделировать ситуацию, похожую на облучение ПС ионизирующими излучениями, т.е. поглощенная доза излучения в наших экспериментах составила в пределах 5-30 кГр. Показано, что причиной ухудшения эффективности сцинтиллятора являются фотохимические превращения в полимерной основе сцинтиллятора - полистироле, которые приводят к исчезновению собственной флуоресценции полимера и образованию новых оптических центров с более длинноволновой флуоресценцией. В результате указанных изменений оказывается нарушенным механизм возбуждения молекул люминофорных добавок-активаторов и добавок-сместителей спектров люминесценции в сцинтилляторе. Вместе с тем в работе [6] был недостаточно изучен вопрос о строении центров флуоресценции, образовавшихся в облученном ПМС. Настоящая работа посвящена более детальному исследованию этих оптических центров, установлению их спектральных свойств и строения.
Полоса флуоресценции, принадлежащая РОРОР, появляется в спектре радиолюминесценции ПМС благодаря переносу энергии электронного возбуждения от электронно-возбужденных хромофорных групп полимера (ПС) к молекулам люминофора-активатора (р-ТР), а затем от них к молекулам люминофора-сместителя спектра.
Спектр флуоресценции образца состоит из двух полос, обладающих примерно одинаковой интенсивностью (рис. 1). Коротковолновая полоса с максимумами 330 и 345 нм принадлежит р-ТР, выполняющего в ПМС функцию люминофора-активатора, длинноволновая полоса с максимумами при 400 и 419 нм принадлежит РОРОР.
В спектре флуоресценции облученного светом УФ-лазера образца, полученного при возбуждении светом с длиной волны 290 нм, сохраняются полосы обоих люминофоров, но их интенсивность по мере увеличения дозы облучения уменьшается (рис. 1,а). При возбуждении флуоресценции РОРОР светом с длиной волны 346 нм получились несколько иные данные. Интенсивность полосы испускания в этом случае уменьшается по мере облучения заметно медленнее, чем при возбуждении светом с длиной волны 290 нм (рис. 1,б). После 240 импульсов облучения интенсивность полосы уменьшается всего в 2,5 раза. Установленный факт позволил сделать вывод, что ослабление интенсивности полосы флуоресценции РОРОР не вызвано его перепоглощением образовавшимися макрорадикалами. Он свидетельствует о нарушениях в цепи переноса энергии электронного возбуждения от матрицы к молекулам РОРОР. Причина указанного нарушения связана с фотохимическими превращениями в ПС, приводящими к образованию в полимере новых оптических центров с более длинноволновой флуоресценцией.
Зафиксировать полосы флуоресценции образовавшихся структур в спектре испускания облученного ПМС оказалось непростой задачей из-за присутствия в ПС люминофоров, полосы флуоресценции которых расположены в той же спектральной области, что и полосы образовавшихся структур. Тем не менее, с помощью метода Аленцева-Фока [7] удалось выявить вклад в спектр флуоресценции облученного ПМС полос испускания некоторых из образовавшихся сопряженных структур.
Эксперимент
Объектами исследования были образцы ПМС толщиной 1 мм. В образцах ПМС содержались два люминофора: п-терфенил (р-ТР) и 1,4-бис(2-(5-фенилоксазолил))-бензол (POPOP). Концентрация первого люминофора составила 2 мас. % (0,08 М/л), а второго - 0,02
мас. % (5,:5 10 М/л). Образцы облучались световым пучком (сечением 1см ) эксимерного лазера Compex 200 (Lambda Physik GmbH, Германия) с длиной волны ^ > 248нм; частота импульсов 1 Гц, длительность - 20 нс, энергия - 50 мДж. Спектры флуоресценции регистрировались на спектрофлуориметре LS-5 фирмы Perkin-Elmer (США).
^ _290нм
Рис. 1. Спектры флуоресценции ПМС при воэб _ (а) и 346 нм (б): исходные (1, 1'),
60 импульсов (2, 2'), 120 импульсов (3, 3') , 240 импульсов (4, 4'). Выделение оптических центров свечения
Спектры флуоресценции облученных образцов ПМС представляют собой суперпозицию полос флуоресценции, принадлежащих двум люминофорам и продуктам фотолиза полимерной матрицы. Для того чтобы выделить вклад последних, необходимо исключить полосы флуоресценции люминофоров из суммарного спектра свечения образца ПМС. Применение метода Аленцева-Фока позволяет с помощью математической обработки выделить из экспериментального спектра индивидуальные полосы, определить их местоположение, интенсивность и форму. Для разделения были взяты спектры флуоресценции облученного 90 и 120 импульсами ПМС, полученные при длине волны возбуждения 290 нм (рис. 2 и 3). Экспериментальные спектры были описаны функциями:
ЦЯ)= Ф1(^)+ Ф2(^) ^ (1)
^2 (Я)= ^(Я) + а2ф2(Х) ^ (2)
где: индивидуальные полосы люминофоров, а - постоянные коэффициенты.
Проведя последовательно все стадии разложения, мы выделили из экспериментальных
спектров индивидуальные полосы флуоресценции молекул р-ТР (ф1(Я))и РОРОР (ф2(Я)), которые показаны на рис. 2а и 3а пунктирной линией.
Для выявления вклада в спектр флуоресценции облученного ПМС структур, образовавшихся в результате фотохимических превращений в самой ПС матрице были найдены разностные спектры. Разностный спектр (рис. 2,б) состоит из полос с максимумами 367, 380 и 395 нм, которые принадлежат продуктам фотолиза полимерной цепи ПС. Аналогичные полосы были получены в спектрах фотооблученного ПС [6]. Полосы свечения основных хромофорных групп полистирола лежат в более коротковолновой области спектра (300нм). После разделения разностного спектра на индивидуальные компоненты по методу Аленцева-
Фока [7] полоса флуоресценции с максимами 367 нм была отнесена к фотопродуктам со структурой транс-стильбена (I), а полоса с максимумами 380 и 395 нм к фрагментам полимерной цепи со структурой дибенилбутадиена (II). Разностный спектр, представленный на рис. 3,б содержит полосу с максимумами 395, 426, 440 и 467 нм. Разделение этого спектра на индивидуальные полосы позволило выделить фотопродукт (II), а также два фотопродукта с большей системой сопряженных л-связей (III и IV). Полоса флуоресценции с максимумами 426 и 440 нм принадлежит фрагменту со структурой дифенилгексатриена (III), а слабая полоса с максимумом 467 нм - сопряженным структурам с четырьмя двойными связями, которые имеют строение дифенилоктатетраена (IV).
К hv
500 V
Рис.2. Спектр флуоресценции облученного ПМС (90 импульсов) (а);
h я = 290нм
разностный спектр (б); в°з6 .
Рис.3 Спектр флуоресценции облученного ПМС (120 импульсов) (а); разностный спектр
(б); hвозб = 290нм .
CH2,
\
C=C
4CH2*
(I)
(III) (IV)
Приведенные спектральные данные подтверждают предположение о том, что действие УФ излучения лазера инициирует в ПМС процессы образования дефектных полисопряженных структур. Таким образом, можно полагать, что ослабление интенсивности флуоресценции облученного ПМС происходит не только из-за уменьшения концентрации хромофорных групп полимера - доноров энергии для молекул люминофоров, но и из-за появления конку-
рирующих каналов переноса энергии от этих доноров на дефектные сопряженные структуры.
Заключение
В работе с помощю метода Аленцева-Фока выполнен детальный анализ изменений в спектрах люминесценции ПМС, вызванных воздействием на него импульсного излучения УФ-лазера (248 нм). Анализ показал, что облучение инициирует образование в ПМС тех же сопряженных флуоресцирующих структур, что и в чистом ПС. Таким образом, этот результат позволил раскрыть более детально механизм изменений фотофизических процессов, происходящих в ПМС в процессе эксплуатации и приводящих к уменьшению его сцинтил-ляционного сигнала.
Литература
1. B. Bodmann, U. Holm, Nucl. Instr. and Meth. B, 185, (2001), 299-304
2. W. Busjan, K. Wick, T. Zoufal, Nucl. Instr. and Meth. B, 151, (1999), 434-437
3. W. Busjan, K. Wick, T. Zoufal, Nucl. Instr. and Meth. B, 152, (1999), 89-104
4. K. Wick, T. Zoufal, Nucl. Instr. and Meth. B, 185, (2001), 341-345
5. B. Bodmann, S. Gob, U. Holm, Instr. and Meth. B, 208, (2003), 495-499
6. Р.Н. Нурмухаметов, Л.В. Волкова, В.Г. Клименко, Р.В. Салов, С.П. Кабанов Журн. Прикл. спектр. 2007, Т. 74, №6, с. 744 - 749.
7. М.В. Фок Труды ФИАН им. П.Н.Лебедева, 1972, Т.59, с. 3-24.
Совершенствование организации охраны труда в научно-производственном
объединении измерительной техники
к.т.н. Графкина М.В., Ангелова М.В. МГТУ «МАМИ», ФГУП «НПО ИТ» Традиционные методы управления и организации охраны труда не соответствуют современному уровню управления и развития производства и являются не достаточно эффективными. К наиболее существенным их недостаткам можно отнести: отсутствие системного подхода к организации охраны труда на производстве; недостаточное развитие возможностей интегрирования мероприятий по организации охраны труда в другие системы менеджмента и научно обоснованных комплексных методов контроля, анализа и оценки состояния охраны труда и др.
В современных экономических условиях предприятия по производству электроники, измерительной и радиотехники во главу своей деятельности ставят, прежде всего, качество и конкурентоспособность выпускаемой продукции, поэтому в первую очередь для достижения этой цели имеющиеся средства направляются на создание, внедрение и сертификацию систем менеджмента качества. Для поддержания и развития методов организации охраны труда требуется интегрирование аспектов, связанных с охраной труда, в систему менеджмента качества. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи: провести анализ состояния управления и организации охраны труда при производстве измерительной техники, разработать методы интегрирования аспектов охраны труда в систему управления качеством и методы комплексной оценки состояния охраны труда.
Анализ опубликованных научных данных и практического опыта управления и организации охраны труда на предприятиях отрасли показал, что ведущие специалисты в области качества, экологии и охраны труда считают наиболее эффективным для совершенствования управления предприятием создавать интегрированные системы менеджмента, которые позволяют выполнить требования по повышению уровня качества, экологии и безопасности труда. При этом мировой опыт убедительно свидетельствует о том, что внедрение на предприятии систем качества в соответствии с требованиями стандартов серии ISO 9000 должно предшествовать внедрению других систем. Причиной этого является то, что понятия и принципы системы менеджмента качества соответствуют понятиям и принципам общей системы управления предприятием.
