Changes in the Optical Properties under Sequential and Separate Irradiation with Solar Spectrum and Protons of a BaSO4 Powder Modified with SiO2 Nanoparticles

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

A comparative analysis of changes in the diffuse reflectance spectra ρλ and the integral absorption coefficient in the region of 0.2–2.2 μm after separate and sequential irradiation with 5 keV protons and solar radiation quanta of a barium sulfate powder modified with silicon dioxide nanoparticles mBaSO4/nSiO2 was performed with registration of the spectra after each period of irradiation in vacuum in the area of irradiation (in situ). The integrated solar radiation absorption coefficient of the modified mBaSO4/nSiO2 pigment before irradiation is 0.048, which is several times lower than that of the ZnO pigment widely used in all countries. It has been found that the additivity coefficient calculated from the results of sequential and separate irradiation of the mBaSO4/nSiO2 powder decreases from 7.5 to 1.052 times with an increase in the fluence of protons with an energy of 5 keV. An assessment of the changes in the additivity coefficient under the influence of the spectrum of charged particles in the geostationary orbit (as one of the most used and with harsh radiation conditions) showed that the non-additivity of the separate and sequential action of protons and solar radiation quanta on the pigment for thermal control coatings mBaSO4/nSiO2 at such irradiation parameters will be kept for 1.27 years.

About the authors

M. M. Mikhailov

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Author for correspondence.
Email: Membrana2010@mail.ru
Russia, 634000, Tomsk

A. N. Lapin

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Email: yusalek@gmail.com
Russia, 634000, Tomsk

S. A. Yuryev

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Author for correspondence.
Email: yusalek@gmail.com
Russia, 634000, Tomsk

References

  1. Groh K.K., Dever J.A. Degradation of Spacecraft Materials in Handbook of Environmental Degradation of Materials (Third Edition) // Ed. Andrew W, 2018. 684 p.
  2. Awang M. // Key Engineering Materials. 2017. V. 740. P. 41.
  3. Meghwal A., Anupam A., Murty B.S., Berndt C.C., Kottada R.S., Ming A.S. // J. Thermal Spray Technol. 2020. V. 29. P. 857.
  4. Thermal Control Coatings. Nonmetallic Materials (2022) JSC Kompozit. https://kompozit-mv.ru/index.php/nemetallicheskie-materialy.html.
  5. Cao R., Qin Z., Yu X. et al. // Int. J. for Light and Electron Optics. 2016. V. 127. № 3. P. 1126.
  6. Annalakshmi O., Jose M.T., Madhusoodanan U. // Radiat. Prot. Dosimetry. 2012. V. 150 (2). P. 127.
  7. Bahl S., Lochab S.P., Pandey A., Kumar V., Aleynikov V.E., Molokanov A.G., Kumar P. // J. Luminescence. 2014. V. 149. P. 176.
  8. Патент на изобретение. 2 524 384 (РФ) Терморегулирующее покрытие / ОАО Композит. Страполова В.Н., Киселева Л.В., Токарь С.В., Юртов Е.В., Мурадова А.Г. // Б.И. 2014. № 21.
  9. Siddiqi K.S., Husen A. // Nanoscale Res. Lett. 2017. V. 12. P. 92.
  10. Cao R., Qin Z., Yu X., Wu D., Zheng G., Li W. // Optik – Int. J. Light Electron Opt. 2016. V. 127. Iss. 3. P. 1126.
  11. Mikhailov M.M. Optical properties and radiation stability of Metal Oxide Powders modified with Nanoparticles. Volume 6. Publishing House of Tomsk State University of Control Systems and Radio Electronics, 2019. 312 p.
  12. Li C., Liang Z., Xiao H., Wu Y., Liu Y. // Mater. Lett. 2010. V. 64. P. 1972.
  13. Mikhailov M.M., Yuryev S.A., Lapin A.N. // Acta Astronautica. 2019. V. 165. P. 191.
  14. Kositsyn L.G., Mikhailov M.M., Kuznetsov N.Y., Dvoretskii M.I. // Instrum. Exp. Tech. 1985. V. 28. P. 929.
  15. Johnson F.S. // J. Meteorological. 1954. V. 11. № 6. P. 431.
  16. ASTM E490-00a. Standard Solar Constant and Zero Air Mass Solar Spectral Irradiance Tables (2005) ASTM Int. PA, USA. https://www.astm.org/e0490-00ar19.html.
  17. ASTM E903-96. Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres (2005) ASTM Int. PA, USA. https://www.astm.org/e0903-96.html.
  18. Zhang M., Zhang B., Li X., Yinb Z., Guo X. // Appl. Surf. Sci. 2011. V. 258. P. 24.
  19. Prameena B., Anbalagan G., Sangeetha V., Gunasekaran S., Ramkumaar G.R. // Int. J. Chem. Tech. Res. 2013. V. 5. № 1. P. 220.
  20. Manam J., Das S. // Indian J. Pure Appl. Phys. 2009. V. 47. № 6. P. 435.
  21. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 536 с.
  22. Окабе Х. Фотохимия малых молекул. М.: Мир, 1981. 504 с.
  23. Wilson R.H., Nadeau K.P., Jaworski F.B., Tromberg B.J., Durkin A.J. // J. Biomed. Opt. 2015. V. 20 (3). P. 030901.
  24. Cooper C.D., Mustard J.F. // Icarus. 1999. V. 142. I. 2. P. 557.
  25. Михайлов М.М., Дворецкий М.И. // Известия вузов. Физика. 1988. № 7. С. 86.
  26. Mikhailov M.M., Yuryev S.A., Lapin A.N., Lovitskiy A.A. // Dyes and Pigments. 2019. V 163. P. 420–424.
  27. Нещименко В.В. Исследование структуры, свойств и радиационной стойкости оксидных порошков, модифицированных: Дис. ... д-ра физико-математических наук: 01.04.07. Томск: ИФПМ, 2017. 325 с.
  28. Chen H., Li P., Zhou H., Zhang W., Cong L., Ma J.G. // Mater. Res. Bull. 2021. V. 146. P. 111572.
  29. Brown R.R., Fogdall L.B., Cannaday S.S. // Prog. Austranautic: Thermal Desing Principles of Spacecraft and Entru. 1969. V. 21. P. 697.
  30. Mikhailov M.M. // J. Adv. Mater. 1995. V. 2. № 3. P. 200.
  31. Михайлов М.М. Спектры отражения терморегулирующих покрытий космических аппаратов. Томск: Изд-во Томского университета. 2007. 314 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (176KB)
3.

Download (65KB)
4.

Download (86KB)
5.

Download (92KB)
6.

Download (71KB)
7.

Download (50KB)
8.

Download (28KB)

Copyright (c) 2023 М.М. Михайлов, А.Н. Лапин, С.А. Юрьев

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».