МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПРОЗРАЧНОЙ МАТРИЦЫ С ОСТАТОЧНОЙ ПОРИСТОСТЬЮ И НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ
Аннотация
Предложена методика расчета оптических характеристик композитов прозрачная матрица с остаточной пористостью-наночастицы металлов на основе решения уравнения переноса монохроматического излучения с использованием метода сферических гармоник и френелевскими граничными условиями. Для апробации методики проведено моделирование переноса монохроматического излучения при четырех практически важных длинах волн в композитах циклотриметилентринитрамин-наночастицы алюминия с рэлеевским распределением пор по радиусам. Показано, что в случае пор малого радиуса возрастает коэффициент отражения при увеличении массовой доли наночастиц. В случае пор большого радиуса на зависимости коэффициента пропускания от массовой доли наночастиц появляется излом, соответствующий полному заполнению пор. Обсуждается применение результатов расчетов для решения обратных задач спектроскопии светорассеивающих систем.
При поддержке: Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (№ 18-03-00421_a), Министерства образования и науки РФ (задание № 3.5363.2017/8.9) и госзадания ИУХМ ФИЦ УУХ СО РАН (проект АААА-А17-117041910150-2, руководитель Б. П. Адуев).
Об авторах
А. А. Звеков
Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской АН, Институт углехимии и химического материаловедения
Россия
650000, Кемерово
Россия
650000, Кемерово
М. В. Ананьева
Кемеровский государственный университет
Россия
650000, Кемерово, ул. Красная, 6
Россия
650000, Кемерово, ул. Красная, 6
А. В. Каленский
Кемеровский государственный университет
Россия
650000, Кемерово, ул. Красная, 6
Россия
650000, Кемерово, ул. Красная, 6
Б. П. Адуев
Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской АН, Институт углехимии и химического материаловедения
Россия
650000, Кемерово
Россия
650000, Кемерово
Е. В. Галкина
Кемеровский государственный университет
Россия
650000, Кемерово, ул. Красная, 6
Россия
650000, Кемерово, ул. Красная, 6
Список литературы
1. А. Е. Ковтанюк, Г. В. Гренкин, А. Ю. Чеботарев. Опт. спектр., 123 , № 2 (2017) 194—199 [ A. E. Kovtanyuk, G. V. Grenkin, A. Yu. Chebotarev. Opt. Spectrosc., 123 , N 2 (2017) 205—210]
2. I. Nishidate, T. Ishizuka, A. Mustari, K. Yoshida, Sa. Kawauchi, Sh. Sato, M. Sato. Appl. Spectrosc., 71 , N 5 (2017) 866—878
3. E. J. M. Baltussen, P. Snæbjörnsson, S. G. B. de Koning, H. J. C. M. Sterenborg, A. G. J. Aalbers, N. Kok, G. L. Beets, B. H. W. Hendriks, K. F. D. Kuhlmann, Th. J. M. Ruers. J. Biomed. Opt., 22 , N 10 (2017) 106014—106016
4. А. Н. Юшков, Н. В. Борзых, А. И. Бутенко. Журн. прикл. спектр., 83 , № 2 (2016) 323—328 [ A. N. Yushkov, N. V. Borzykh, A. I. Butenko. J. Appl. Spectr., 83 , N 2 (2016) 302—306]
5. J. Skytte, F. Møller, O. Abildgaard, A. Dahl, R. Larsen. Appl. Spectrosc., 69 , N 9 (2015) 1096—1105
6. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Г. М. Белокуров, А. А. Звеков, А. В. Каленский, А. П. Никитин, И. Ю. Лисков. Журн. техн. физики, 84 , № 9 (2014) 126—131 [ B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, G. M. Belokurov, A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, A. P. Nikitin, I. Yu. Liskov. Tech. Phys., 59 , N 9 (2014) 1387—1392]
7. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, А. А. Звеков, А. П. Никитин, Н. В. Нелюбина, Г. М. Белокуров, А. В. Каленский. Приборы и техн. экспер., № 6 (2015) 60—66 [ B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, A. A. Zvekov, A. P. Nikitin, N. V. Nelyubina, G. M. Belokurov, A. V. Kalenskii. Instrum. Exp. Tech., 58 , N 6 (2015) 765—770]
8. П. М. Пахомов, С. Д. Хижняк, В. Е. Ситникова. Журн. прикл. спектр., 84 , № 5 (2017) 780—785 [ P. M. Pakhomov, S. D. Khizhnyak, V. E. Sitnikova. J. Appl. Spectr., 84 , N 5 (2017) 837—842]
9. Н. В. Нелюбина, М. П. Пидгирный, О. Н. Булгакова, А. А. Звеков, А. В. Каленский. Комп. оптика, 40 , № 4 (2016) 525—532 [ N. V. Nel’ubina, M. P. Pidgirny, O. N. Bulgakova, A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii. Comput. Opt., 40 , N 4 (2016) 525—532]
10. А. Д. Зинченко, А. И. Погребов, В. И. Таржанов, Б. Б. Токарев. Физика горения и взрыва, 28 , № 5 (1992) 80—87 [ A. D. Zinchenko, A. I. Pogrebov, V. I. Tarzhanov, B. B. Tokarev. Combust. Explos. Shock Waves, 28 , N 5 (1992) 524—530]
11. Е. И. Александров, А. Г. Вознюк, В. П. Ципилев. Физика горения и взрыва, 25 , № 1 (1989) 3—9 [ E. I. Aleksandrov, A. G. Voznyuk, V. P. Tsipilev. Combust. Explos. Shock Waves, 25 , N 1 (1989) 1—7]
12. Е. Ю. Орлова. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ, Ленинград, Химия (1973) [ Ye. Yu. Orlova. The Chemistry and Technology of High Explosives, Dayton, OH (1961)]
13. T. Ghambari, D. Dorranian. Опт. спектр., 119 , № 5 (2015) 838—848 [ T. Ghambari, D. Dorranian. Opt. Spectrosc., 119 , N 5 (2015) 816—826]
14. К. С. Шифрин. Рассеяние света в мутной среде, Москва, Ленинград, Гос. изд. техн.-теор. лит. (1951) 38—67
15. A. L. Aden, M. Kerker. J. Appl. Phys., 22 , N 10 (1951) 1242—1246
16. V. K. Pustovalov, L. G. Astafyeva. Laser Phys., 21 , N 12 (2011) 2098—2107
17. А. Исимару. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, 1 , Москва, Мир (1981) [ A. Ishimaru. Wave Propagation and Scattering in Random Media, Wiley-IEEE Press (1999)]
18. А. В. Каленский, А. А. Звеков, А. П. Никитин, Н. В. Газенаур. Изв. ВУЗов. Физика, 59 , № 2 (2016) 87—94 [ A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov, A. P. Nikitin, N. V. Gazenaur. Russ. Phys. J., 59 , N 2 (2016) 263—272]
19. G. Y. Panasyuk, J. C. Schotland, V. A. Markel. J. Phys. A, 39 , N 1 (2006) 115—137
20. А. В. Каленский, А. А. Звеков, Е. В. Галкина, Д. Р. Нурмухаметов. Компьют. оптика, 42 , № 2 (2018) 254—266 [ A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov, E. V. Galkina, D. R. Nurmuhametov. Comput. Opt., 42 , N 2 (2018) 254—266]
21. A. G. Mathewson, H. P. Myers. J. Phys. F, 2 , N 2 (1972) 403—415
22. А. В. Каленский, А. А. Звеков. Письма в ЖТФ, 43 , № 11 (2017) 72—80 [ A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov. Tech. Phys. Lett., 43 , N 6 (2017) 535—538]
23. А. В. Каленский, А. А. Звеков, А. П. Никитин, М. В. Ананьева, Б. П. Адуев. Опт. спектр., 118 , № 6 (2015) 1012—1021 [ A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov, A. P. Nikitin, M. V. Ananeva, B. P. Aduev. Opt. Spectrosc., 118 , N 6 (2015) 978—987]
24. M. W. Knight, N. S. King, L. Liu, H. O. Everitt, P. Nordlander, N. J. Halas. ACS Nano, 8 , N 1 (2014) 834—840
25. J. K. Cooper, Ch. D. Grant, J. Z. Zhang. J. Phys. Chem. A, 117 , N 29 (2013) 6043—6051
26. С. А. Лысенко, М. М. Кугейко. Квант. электрон., 43 , № 7 (2013) 683—689 [ S. A. Lisenko, M. M. Kugeiko. Quantum Electron., 43 , N 7 (2013) 683—689]
27. А. В. Орлов, С. Н. Чириков. Опт. спектр., 122 , № 3 (2017) 498—505 [ A. V. Orlov, S. N. Chirikov. Opt. Spectrosc., 122 , N 3 (2017) 482—488]
Рецензия
Для цитирования:
Звеков А.А., Ананьева М.В., Каленский А.В., Адуев Б.П., Галкина Е.В. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПРОЗРАЧНОЙ МАТРИЦЫ С ОСТАТОЧНОЙ ПОРИСТОСТЬЮ И НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ. Журнал прикладной спектроскопии. 2019;86(3):438-446.
For citation:
Zvekov A.A., Anan’eva M.V., Kalenskii A.V., Aduev B.P., Galkina E.V. METHOD OF CALCULATING THE OPTICAL PROPERTIES OF COMPOSITES BASED ON A TRANSPARENT MATRIX WITH RESIDUAL POROSITY AND METAL NANOPARTICLES. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2019;86(3):438-446. (In Russ.)
Просмотров: 282
Послать статью по эл. почте 