CC BY
14
Stepanchuk S.P. Analytical review of researches of sawing exactness is on band machine-tools
The analytical review of results of the known researches of sawing exactness is executed on band machine-tools for saws of logs. On the basis of results of analytical review a purpose and tasks of subsequent researches is formulated. On the basis of results of analysis tasks are put certainly ways of subsequent researches the decision of which will provide the increase of exactness of saw narrow band saws due to the increase of inflexibility and firmness of working branch of saw and dynamic optimization of the cutting mode.
Keywords: exactness, band machine-tool, saw, waviness.
УДК 535.343.2 Проф. З.П. Чоршй, д-р фiз.-мат. наук;
доц. В.М. Салапак, канд. фiз.-мат. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
РАД1АЦ1ЙНА ЧУТЛИВ1СТЬ КРИСТАЛ1В ФЛЮОРИТ1В, ЛЕГОВАНИХ ЛУЖНИМИ МЕТАЛАМИ
В одномiрнiй моделi розраховано параметри радiацiйноi чутливосп кристалiв флюорипв, легованих лужними металами. Визначено граничш концентрацп центр1в забарвлення залежно вщ концентрацп домшки лужного металу в кристалi флюориту. Здшснено аналiз результапв дослщження та 1хне зютавлення з експериментом
Ключов1 слова: кристали, центри забарвлення, радiацiя.
Вступ. Загальновщомо, що чист кристали флюорипв МеБ2 (Ме = Са, Бг, Ва) стшю до ди рентгешвських промешв: за температури Т > 80 К радь ащя не генеруе в кристалах стабшьних центр1в забарвлення. Рад1ац1йну чут-ливють кристал1в флюорипв можна збшьшити на кшька порядюв за величиною, якщо кристали легувати домшками лужних метал1в Ме+ (Ме+ = Ы+, №+, ЯЬ+, Сб+). Мехашзм утворення центр1в забарвлення в кристалах МеБ2-Ме+ та iхню структуру в л1тератур1 штенсивно дослщжували в останш п'ять десяти-лггь. Однак за вщсутносп вiдповiдноi теорii експериментальш даш не систе-матизовано. У попереднiх наших роботах [1-6] показано, що системний шд-хщ до розумiння радiацiйних процесiв у кристалах флюоритiв можна здшснити в межах моделi юнного ланцюга з вкрапленими точковими дефектами. Ця модель дае змогу, враховуючи зарядовий стан дорадiацiйних точко-вих дефекпв, оцiнити радiацiйну чутливють iонних кристалiв: розрахувати енергiю, що витрачаеться на створення комплементарноi пари цен^в забарвлення, iхнi граничш концентрацп, енергетичний вихщ активаторно!" та влас-но" люмiнесценцii, тепловi втрати енергii. Такi розрахунки виконано на кристалах флюорипв, коли кристали опромшюються при низьких температурах [1-6], тобто коли домшково-вакансшш диполi (ДВД) замороженi в гратцi кристала. У цьому дослщженш температурний дiапазон, в якому опромшюються кристали, розширений. Розглянуто радiацiйнi процеси за наявност в кристалах мобшьних дiрок i анiонних вакансiй.
1. Кристали флюорипв, опромiнених при Т < 90 К. При низьких
температурах юни лужного металу входять в гратку кристала у виглядi ДВД ти-• •
пу Ме V, де Ме - негативно заряджений вщносно гратки iон лужного металу, а VI - позитивно заряджена анiонна вакансiя. Як показано в попередшх наших ро-
ботах [7-13], якщо кристали опромiнювати при низьких температурах, то в них генеруються {FA-VKD} комплементарнi пари центрiв забарвлення, що утворю-ються внаслiдок локашзацй носив заряду на ДВД:
е- + ЫвУ' ^ FA, (1)
e+ + МвУ' ^ VкD. (2)
Структури ДВД, FA - i VKD - центрiв наведено на рис. 1, а мехашзм 1хнього утворення можна описати схемою:
де: 0Щ • • • • © ЕЕ * • ~ фрагмент юнного ланцюга, довжину якого обмежують домiшково-вакансiйнi диполц
© - ¡он лужного металу Ме;
ЕЕ - позитивно заряджена анюнна вакансия V/;
0 Ш - домшково-вакансшний диполь (ДВД)\
|Щ -/^-цептр;
© □ - ^А-дентр;
ф - локал!зована д1рка;
© © ЕВ ~ Д1рка, локал13овама в оком ДВД (У^-центр):
Я (е-, е+) - створена юшзуючою радiащeю Я електронно^ркова пара (е-, е+); ю1 - iмовiрнiсть захоплення носив заряду (е-, е+) парою ДВД i, вщпо-вiдно, створення пари цен^в забарвлення; ю2 - iмовiрнiсть руйну-
вання {FA-VKD} пари внаслiдок локалiзацil носив заряду (е-, е+) на центрах забарвлення вiдповiдно, вiдновлення пари ДВД.
Рис. 1. Моделi ДВД i центрiв забарвлення
У мiру нагромадження цен^в забарвлення вступае в дда зворотна ре-акцiя, що е наслiдком захоплення дiрок - центрами й електронiв У^-цен-трами [11]:
+ е ^ ЫвУа
а ■>
Уко + е- ^ ЫвУа
(4)
(5)
Внаслщок висвгглювально! ди знебарвлення кожно! пари центрiв забарвлення супроводжуеться виникненням вщповщно! пари диполiв. На стади насичення забарвлення кристала настае динамiчна рiвновага мiж процесами генерацй центрiв забарвлення та висвгглювальною дiею радiацil. Згiдно з ро-ботою [6], концентрацiя центрiв забарвлення на стадй насичення забарвлення визначають виразом:
0)1
С1 =-Со, (6)
Щ + Щ
де: с\ - концентращя (ЕА-УКв}-комплементарних пар у забарвленому криста-лi; с0 - концентращя пар ДВД у кристалi перед його опромшенням.
2. Термоiндукованi перетворення. {БА-УКо} пари термiчно стабiльнi до температури порядку Т ~ 200 К [7-9]. При вищих температурах анюнна ва-кансiя термоактивацшно вiдщеплюеться вiд дiркового центра. Мобшьна ва-кансiя локалiзуеться на РА-цен^ й утворюеться МА+-центр. Внаслiдок iм-пульсного прогрiву забарвленого кристала до температур Т > 200 К {БА-УКо} - пара цен^в зникае в кристалi та утворюеться {МА+-УКА} комплементарна пара. Моделi МА+- i УКА - центрiв зображенi на рис. 1, а мехашзм !хнього ут-ворення можна описати такою схемою:
(7)
де ©0 - У^-центр Сшрка, локал1зована в окол! лужного металу);
1+1 © |~1 " /"-центр, локал1зований в облает\ДВД- /-"^-центр;
0|+] - М,)+-центр (анюнна б1ваканая з локал1зованим електроном.
' розташовапа в окол1 домшкового ¡она). {МА+-УКА} пари генеруються не тiльки пiсля iмпульсного прорву кристала до температури Т ~ 230 К (рiвняння (7)), а й безпосередньо тд час опромь нення за Т > 230 К [9].
3. Генеращя центрiв забарвлення в областi КТ. Процес !хнього ут-ворення та радiацiйного знебарвлення можна описати у виглядi тако! схеми:
(8)
де о1- i о3- iмовiрностi утворення {МА+-УКА}-пар та !хнього знебарвлення вiдповiдно.
Оскiльки МА i Ука е дефектами дипольного типу то iмовiрностi ю1 i Юз збiгаються за величиною. Тому гранична концентращя {МА+-УКА} пар, яю утворилися в кристалах, опромiнених за юмнатних температур, описуеться рiвнянням
щ 1
С2 =-Со =- Со,
щ + щ 2
(9)
де: с2 - концентращя {МА+-УКА} пар на стадii насичення забарвлення криста-ла, опромiненого при Т > 200 К; с0 - концентращя пар ДВД перед опромшен-ням кристала.
У таблиц наведено результати розрахункiв радiацiйноi чутливост кристалiв флюоритiв, легованих лужними металами, залежно вiд концентра-цii домшки i температури опромiнення
Табл. Параметри радьацшпоХ чутливость кристальв СаГ2-Мв+
с 1 Ю1 ®2 С1/С0 С2/С0 С2/С1 Е, еВ
0,50 6а 0,100 0,27 0,27 0,50 1,85 150
0,10 10а 0,069 0,29 0,19 0,50 2,60 220
0,01 21а 0,032 0,29 0,10 0,50 5,00 470
Примака: с - концентращя домшкових юшв (ДВД) у кристалi; 1 -середня вщстань мiж домiшковими юнами в гратщ кристала; а - стала крис-талiчноi гратки; ю1 i ю2 - iмовiрностi утворення цен^в забарвлення та 1'хньо-го висвгглення за розпаду електронно-дiрковоi пари вщповщно; с1 i с2 - гра-ничнi концентрацii комплементарних пар цен^в забарвлення, що утворю-ються в кристалi пiсля радiацiйного опромшення при температурах Т = 90 К i Т > 220 К, вщповщно; с0 = с /2 - концентращя пар диполiв в кристалi до його опромшення; Е - енерпя iонiзуючоi радiацii, яку необхiдно затратити для створення пари цен^в забарвлення.
4. Обговорення результа^в та 1хне зiставлення з експериментом. Генеращя центрiв забарвлення в кристалах МеБ2-Ме+ вiдбуваеться внаслiдок локалiзацii створених радiацiею носiiв заряду на ДВД. Виникнення цен^в забарвлення супроводжуеться радiацiйним руйнуванням ДВД. В мiру нагро-мадження центрiв забарвлення концентращя ДВД в кристалi зменшуеться, а концентращя цен^в забарвлення вiдповiдно зростае. На стади насичення забарвлення кристала встановлюеться динамiчна рiвновага мiж концентрацiею центрiв забарвлення i ДВД, а, отже, експериментально можна визначити гра-ничну концентрацiю ДВД, яю зруйнувала радiацiя. Ми в 90-х роках провели дослщження струмiв ТСД у кристалах СаБ2-Ме+ до 1'хнього опромiнення i пiсля опромiнення на стади насичення забарвлення (опромшення проводили при Т = 90 К) [11, 12]. Встановлено, що для кристалiв з вмютом домшки порядку 0,1-0,2 мол % в шихт розплаву концентращя зруйнованих радiацiею ДВД становить величину порядку 15 % вщ початково1' концентрацн в кристалл що задовiльно корелюе з теоретичними розрахунками, наведеними в табл. 1. Щодо впливу температури опромшення на ефектившсть руйнування ДВД, то таю дослщження на сьогодш проведено лише в кристалах БгС12-К+
[11]. Якщо кристали опромiнювати за температури Т>160 K, то ефективнiсть руйнування ДВД радiацiею збшьшуеться в 2,0-2,5 рази, а гранична концентращя ДВД, зруйнованих радiацiею, досягае 40 %, що узгоджуеться з теоре-тичними розрахунками (табл. 1). На порядок до опромшення (по-
рiвняно зi струмами ТСД) е спектри наведеного поглинання. Оптична густи-на в смугах поглинання в кристалах, опромшених у межах юмнатних температур (особливо в слаболегованих кристалах), зростае майже на порядок. Системних дослщжень змши оптично1 густини в спектрах наведеного поглинання зi змшою температури опромшення в лiтературi не проводилось. Лише в окремих роботах вщзначено, що оптична густина спекав наведеного поглинання в кристалах, опромшених при КТ, вища порiвняно з кристалами, оп-ромшеними при низьких температурах. Такi системш експериментальнi дос-лiдження планують провести найближчим часом у нашш лаборатори, що дасть змогу встановити, насюльки модель iонного ланцюга адекватно вщоб-ражае радiацiйну чутливiсть кристалiв флюоритв.
Л1тература
1. Чорн1й З.П. Мехашзм генерацп центр1в забарвлення в легованих кристалах флюорипв. Одновим1рна модель / З.П. Чорнш, 1.Б. Шрко, В.М. Салапак, М.В.Дячук // Науковий вю-ник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ. - 2005. - Вип. 15.1. - С. 298-307.
2. Чорнш З.П. Генеращя центр1в забарвлення в легованих кристалах флюорипв. Одно-вим1рна модель / З.П. Чорнш, 1.Б. Шрко, В.М. Салапак, М.В. Дячук // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ. - 2005. - Вип. 15.1. - С. 170-174.
3. Чорнш З.П. Релаксащя електрично заряджених центр1в забарвлення в кристалах флюорипв. Одновим1рна модель / З.П. Чорнш, С.1. Качан, 1.Б. Шрко, В.М.Салапак // Вюник НУ "Льв1вська пол^ехнка". "Електрошка". - 2005. - № 532. - С. 90-98.
4. Чорнш З.П. Рекомбшацшш процеси та термовдуковаш перетворення центр1в забарвлення в кристалах флюорипв. Одновим1рна модель / З.П. Чорнш, А.Д. Кульчицький, 1.Б. Шрко, Н.П. Беляншова // Науков1 записки : наук.-техн. зб. - Льв1в : Укра'шська АД. - 2005. -Вип. 8. - С. 58-63.
5. Чорнш З.П. Рад1ацшш процеси в юнних ланцюгах, легованих чужорщними юнами та юнш ланцюги з точковими дефектами дипольного типу / З.П. Чорнш, 1.Б. Шрко, В.М. Салапак, М.В. Дячук // Науковий Вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2009. - Вип. 19.6. - С. 298-305.
6. Чорнш З.П. 1онт ланцюги з точковими дефектами дипольного типу: повторне опро-мшювання / З.П. Чорнш, 1.Б. Шрко, В.М. Салапак, М.В. Дячук // Науковий Вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2009. - Вип. 19.7. - С. 275-285.
7. Kachan S.I. Relaxation properties of defect complexes in SrCl2-Tl - crystals / S.I. Kachan, V.M. Salapak, Z.P. Chornyi, I.B. Pirko, T.M. Kushnir // Functional materials. - 2004. - Vol. 11, № 4. - P. 696-701.
8. Chornyi Z.P. Electron colour centers in SrF2-Na crystals / Z.P. Chornyi, S.I. Kachan // Physic of strong body. - 2004. - Vol. 48/2. - P. 239-242.
9. Chornij Z.P. Reorientation of MA -centers in CaF2: Me+-crystals / Z.P. Chornij, I.M. Kravchuk, G.O. Shchur, V.M. Salapak // Phys. Stat. Sol. - 2001. - Vol. 223. - P. 757-765.
10. Чорнш З.П. Реорiентацiя та термодисощящя домшково-вакансшних комплекав у кристалах SrC^-W^ // Журнал фiзичних дослщжень. - 1999. - Т. 3, № 4. - С. 513-518.
11. Чорний З.П. Влияние фотохимической окраски на термостимулированные токи деполяризации в кристаллах SrCl2-K / З.П. Чорний, М.Р. Панасюк, А.С. Крочук, Х.К. Максимович, Г.А. Щур // Украинский физический журнал. - 1982. - Т. 27, № 8. - С. 1219-1223.
12. Чорний З.П. Ионные термотоки в радиационно окрашеных кристаллах CaF2 / З.П. Чорний, Г.А. Щур, С.И. Качан, С.П. Дубельт // Известия ВУЗов. - Сер.: Физическая. - 1988. -№ 6. - С. 116-117.
Haцioнaльний лicoтeхнiчний yнiвeрcитeт yKpa'1'ни
13. Чорний З.П. Исследование реориентации примесно-вакансионных диполей в кристаллах SrCl2-Me+ / З.П. Чорний, М.Р. Панасюк, А.С. Крочук, Г. А. Щур, Х.К. Максимович // Известия ВУЗов. - Сер.: Физическая. - 1984. - № 9. - С. 106-108.
Чорний З.П., Салапак В.М. Радиационная чувствительность кристаллов флюоритив, легированных щелочными металлами
В одномерной модели рассчитаны параметры радиационной чувствительности кристаллов флюоритов, легированных щелочными металлами. Определено предельные концентрации центров расцветки в зависимости от концентрации примеси щелочного металла в кристалле флюорита. Проведено анализ результатов исследования и их сопоставление с экспериментом
Ключевые слова: кристаллы, центры расцветки, радиация.
Chornij Z.P., Salapak V.M. Radiation sensitivity of fluoride crystals which are alloyed with alkaline metals
In the single-measured model the radiation sensitivity paramétrés are calculated in fluoride crystals which are alloyed with alkaline metals. The maximum concentrations of the color centers were determined as a function of concentration alkaline metals impurities.
Keywords: crystals, color centers, radiation._
УДК 666.972 Доц. Г.Я. Шевчук, канд. техн. наук; асист. Н.1. Топилко,
канд. техн. наук; студ. Б.М. Навогольник - НУ "Льbeiecbm полтехшка"
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК БЕТОННИХ СУМ1ШЕЙ 13 КОМПЛЕКСНИМИ МОДИФ1КАТОРАМИ
Дослщжено вплив комплексних модифiкаторiв на властивосп високорухливих бетонних сумшей. Показано ефектившсть застосування додаткiв-модифiкаторiв тд час монол^ного, мостового i дорожнього будiвництва, яю забезпечують тдвищену мщшсть i щшьшсть. Встановлено, що використання комплексного модифшатора Si-ka Plast на основi полi карбоксилату забезпечуе отримання не лише високорухливих бетонних сумшей з тривалим термшом збереження, а й бетошв заданих клаав i3 покращеними будiвельно-технiчними властивостями.
Постановка проблеми. На сучасному еташ розвитку буд1вннцтва ви-никае потреба ращонального використання енергетичних i матер1альних ре-сурЫв 1з покращеними ф1зико-мехашчними властивостями та показниками довгов1чносп. Застосування сучасних технологш монолггного бетонування потребуе нового шдходу до регулювання властивостей цементобетону за до-помогою комплексних добавок пол1функщонально1' ди, як дають змогу отри-мати буд1вельш конструкцн з високорухомих бетонних сумшей з покращеними експлуатацшними характеристиками. Таю властивосп мають високо-функщональш бетони, як поеднують у соб1 високу мщшсть, довгов1чшсть за високо! легкоукладальност бетонних сумшей. Анал1з проблеми в галуз1 монолггного бетонування св1дчить, що бетони ново! генераци, до яких належать високофункщональш бетони, можна отримати завдяки застосуванню доба-вок-модифшатор1в [1-3]. У цьому плат значний практичний штерес пред-ставляють суперпластифжатори на основ1 полжарбоксилат1в та добавки пластифжатора. Одним 1з таких суперпластифжатор1в е цша низка добавок ф1рми Sika [4, 5].
