Changes in the optical properties of coatings based on hollow ZnO/SiO2 particles under electron irradiation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A comparative analysis of the diffuse reflectance spectra and their changes after irradiation with electrons with an energy of 30 keV of coatings based on polymethylphenylsiloxane resin and pigment powders of two-layer hollow ZnO/SiO2 particles was carried out. The analysis was carried out in situ in the range 250–2500 nm. The samples were irradiated in a “Spectrum” space simulator. The radiation resistance of the studied coatings based on two-layer hollow ZnO/SiO2 particles was estimated relative to coatings based on ZnO polycrystals by analyzing the difference diffuse reflectance spectra obtained by subtracting the spectra after irradiation from the spectra of unirradiated samples. It has been found that the intensity of the induced absorption bands in coatings based on hollow ZnO/SiO2 particles is less than in coatings based on ZnO microparticles, and the radiation resistance when estimating changes in the integral absorption coefficient of solar radiation (ΔαS) is twice as high. The increase in radiation resistance is probably determined by the different nature of defect accumulation: in the case of solid microparticles, defects can accumulate inside grains; in hollow particles, the accumulation of defects can occur only within the thin shell of the sphere.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. N. Dudin

Аmur State University

Email: viktoriay-09@mail.ru
Russian Federation, 675027, Blagoveshchensk

V. Yu. Yurina

Аmur State University

Author for correspondence.
Email: viktoriay-09@mail.ru
Russian Federation, 675027, Blagoveshchensk

V. V. Neshchimenko

Аmur State University

Email: viktoriay-09@mail.ru
Russian Federation, 675027, Blagoveshchensk

M. M. Mikhailov

Аmur State University; Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Email: viktoriay-09@mail.ru
Russian Federation, 675027, Blagoveshchensk; 634050, Tomsk

S. A. Yuriev

Аmur State University; Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Email: viktoriay-09@mail.ru
Russian Federation, 675027, Blagoveshchensk; 634050, Tomsk

A. N. Lapin

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Email: viktoriay-09@mail.ru
Russian Federation, 634050, Tomsk

References

  1. Wang Y., Sunkara B., Zhan J., He J., Miao L., McPherson G.L., John V.T., Spinu L. // Langmuir. 2012. V. 28. P. 13783. https://www.doi.org/10.1021/la302841c
  2. Yan Y., Li A., Lu C., Zhai T., Lu S., Li W., Zhou W. // Chem. Engin. J. 2020. V. 396. P. 125316. https://www.doi.org/10.1016/j.cej.2020.125316
  3. Li C., Liang Z., Xiao H., Wu Y., Liu Y. // Mater. Lett. 2010. V. 64. № 18. P. 1972. https://www.doi.org/0.1016/j.matlet.2010.06.027
  4. Rasmidi R., Duinong M., Chee F.P. // Radiat. Phys. Chem. 2021. V. 184. P. 109455. https://www.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2021.109455
  5. Li C., Mikhailov M.M., Neshchimenko V.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2014. V. 319. P. 123. https://www.doi.org/10.1016/j.nimb.2013.11.007
  6. Belov A., Mikhaylov A., Korolev D., Guseinov D., Gryaznov E., Okulich E., Sergeev V., Antonov I., Kasatkin A., Gorshkov O., Tetelbaum D., Kozlovski V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2016. V. 379. P. 13. https://www.doi.org/10.1016/j.nimb.2016.02.054
  7. Bhatia S., Verma N. // Mater. Res. Bull. 2017. V. 95. P. 468. https://www.doi.org/10.1016/j.materresbull.2017.08.019
  8. Singh V.P., Das D., Rath C. // Mater. Res.h Bull. 2013. V. 48. № 2. P. 682. https://www.doi.org/10.1016/j.materresbull.2012.11.026
  9. Wang Z.G., Zu X.T., Zhu S., Wang L.M. // Physica E. 2006. V. 35. № 1. P. 199. https://www.doi.org/10.1016/j.physe.2006.07.022
  10. Spallino L., Spera M., Vaccaro L., Agnello S., Gelar- di F.M., Zatsepin A.F., Cannas M. // Appl. Surf. Sci. 2017. V. 420. P. 94. https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.05.082
  11. Amosov A.V., Dzyuba V.P., Kulchin Yu.N., Storozhen- ko D.V. // Phys. Procedia. 2017. V. 86. P. 61. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2017.01.021
  12. Singh S.K., Kumar A., Singh S., Kumar A., Jain A. // Silicon. 2021. V. 38. № 5. P. 2861. https://www.doi.org/10.1016/j.matpr.2020.09.137
  13. Chen J., Yu Y., Xiu H., Feng A., Mi L., Yu Y.// Ceram. Int. 2022. V. 48. № 19. P. 28006. https://www.doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.09.155
  14. Neshchimenko V.V., Li C., Mikhailov M.M. // Dyes and Pigments. 2017. V. 145. P. 354. https://www.doi.org/10.1016/j.dyepig.2017.03.058
  15. Neshchimenko V.V., Li C., Mikhailov M.M., Lv J. // Nanoscale. 2018. V. 10. № 47. P. 22335. https://www.doi.org/10.1039/C8NR04455D
  16. Mikhailov M.M., Yuryev S.A., Lapin A.N., Goronch- ko V.A. // Ceram. Int. 2023. V. 49. № 12. P. 20817. https://www.doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.03.214
  17. Дудин А.Н., Нещименко В.В., Ли Ч. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 4. С. 70. https://www.doi.org/10.31857/S1028096022040069
  18. Kositsyn L.G., Mikhailov M.M., Kuznetsov N.Y., Dvoretskii M.I. // Instrum. Exp. Tech. 1985. V. 28. P. 929.
  19. Johnson F.S. // J. Meteorological. 1954. V. 11. № 6. P. 431.
  20. ASTM E490-00a Standard Solar Constant and Zero Air Mass Solar Spectral Irradiance Tables. 2019.
  21. ASTM E903-96 Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres. 2005.
  22. Agostinelli S., Allison J., Amako K., Apostolakis J., Araujo H., Arce P., Asai M., Axen D., Banerjee S., Barrand G., Behner F., Bellagamba L., Boudreau J., Broglia L., Brunengo A., Burkhardt H., Chauvie S., Chuma J., Chytracek R., Cooperman G. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2003. V. 506. P. 250. https://www.doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Diffuse reflectance spectra of coatings based on organosilicon varnish and hollow two-layer ZnO/SiO2 particles (1), bulk ZnO microparticles (2), without pigments (3).

Download (77KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Difference spectra of diffuse reflectance obtained by subtracting the spectra of organosilicon varnish from the spectra of hollow bilayer ZnO/SiO2 particles (1) and bulk ZnO microparticles (2).

Download (67KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Difference spectra of diffuse reflectance of coatings based on bulk ZnO microparticles after irradiation with accelerated electrons with an energy of 30 keV, fluence: 5 × 1015 (1); 1 × 1016 (2); 2 × 1016 (3); 3 × 1016 (4); 5 × 1016 (5); 7 × 1016 cm–2 (6).

Download (96KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Difference spectra of diffuse reflectance of coatings based on hollow bilayer ZnO/SiO2 particles after irradiation with accelerated electrons with an energy of 30 keV, fluence: 5 × 1015 (1); 1 × 1016 (2); 2 × 1016 (3); 3 × 1016 (4); 5 × 1016 (5); 7 × 1016 cm–2 (6).

Download (87KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dependence of changes in the absorption coefficient ΔαS after irradiation with electrons with an energy of 30 keV (fluence up to 7 × 1016 cm–2) of coatings based on organosilicon varnish and hollow two-layer ZnO/SiO2 particles (1) and bulk ZnO microparticles (2).

Download (63KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Simulation of the passage of an electron beam through a composite based on polymethylphenylsiloxane resin and bulk ZnO microparticles (a) and hollow ZnO/SiO2 microparticles (b).

Download (181KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».