EXPERIMENTAL AND THEORETICAL RESEARCH OF SCATTERING AND ABSORPTION OFLIGHT ON ALUMINUM NANOPARTICLES IN PENTAERYTHRITOL TETRANITRATE
Abstract
Using the integrating sphere, the authors investigated experimentally the dependence of transmission coefficients and the sum of the coefficients of transmission and absorption of light with a wavelength of 643 nm in the pressed samples of pentaerythritol tetranitrate (PETN), containing aluminum nanoinclusions (average radius of 50 nm) of the mass fraction of aluminum nanoparticles. The simulation of the process of absorption and scattering of lightin this system was performedwith the involvement of the Mie theory and radiative transfer equation. It is shown that the distribution of the absorbed energy of approximately obeys the laws of the Bouguer and Beerby the sample depth. The effective value of absorption cross section of metal nanoparticlesradiation, taking into account both the absorption and scattering of light by an ensemble of particles, is greater than the geometric cross section.
About the Authors
B. P. Aduev
Institute of Coal Chemistry and Material Science of the Siberian Branch of the RAS
Russian Federation
Boris P. Aduev – Doctor of Physics and Mathematics, Deputy Vice-Director for Science
Russian Federation
Boris P. Aduev – Doctor of Physics and Mathematics, Deputy Vice-Director for Science
A. P. Nikitin
Institute of Coal Chemistry and Material Science of the Siberian Branch of the RAS
Russian Federation
Russian Federation
Andrey P. Nikitin – post-graduate student
D. R. Nurmukhamedov
Institute of Coal Chemistry and Material Science of the Siberian Branch of the RAS
Russian Federation
Denis R. Nurmukhamedov – Candidate of Physics and Mathematics, Research Associate
Russian Federation
Denis R. Nurmukhamedov – Candidate of Physics and Mathematics, Research Associate
A. A. Zvekov
Institute of Coal Chemistry and Material Science of the Siberian Branch of the RAS
Russian Federation
Alexander А. Zvekov – Candidate of Physics and Mathematics, Research Associate
Russian Federation
Alexander А. Zvekov – Candidate of Physics and Mathematics, Research Associate
R. I. Kovalev
Institute of Coal Chemistry and Material Science of the Siberian Branch of the RAS
Russian Federation
Rodion I. Kovalev – Master’s Degree student
Russian Federation
Rodion I. Kovalev – Master’s Degree student
References
1. Aluker E. D., Krechetov A. G., Mitrofanov A. Y., Nurmukhametov D. R., Kuklja M. M. Laser initiation of energetic materials: selective photoinitiation regime in pentaerythritol tetranitrate // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. № 14. P. 6893 – 6901
2. Dombrovsky L. A., Timchenko V., Jackson M., Yeoh G. H. A combined transient thermal model for laser hyperthermia of tumors with embedded gold nanoshells // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2011. Vol. 54. P. 5459 – 5469.
3. Garcia R. D. M. Fresnel boundary and interface conditions for polarized radiative transfer in a multilayer medium // Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer. 2012. V. 113. P. 306 – 317.
4. Garcia R. D. M. Radiative transfer with polarization in a multi-layer medium subject to Fresnel boundary and interface conditions // Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer. 2013. V. 115. P. 28 – 45.
5. Moulin E., Sukmanowski J., Luo P., Carius R., Royer F. X., Stiebig H. Improved light absorption in thin-film silicon solar cells by integration of silver nanoparticle // Journal of Non-Crystalline Solids. 2008. V. 354. P. 2488 – 2491.
6. Wang H.-H., Su Ch., Wu Ch.-Y., Tsai H.-B., Li Ch.-Y., Li W.-R. Preparation of composite light-scattering layer for dye sensitized solar cells // Thin Solid Films. 2013. V. 529. P. 15 – 18.
7. Адуев Б. П., Белокуров Г. М., Нурмухаметов Д. Р., Нелюбина Н. В. Светочувствительный материал на основе смеси тэна и наночастиц алюминия // Физика горения и взрыва. 2012. Т. 48. № 3. С. 127 – 132.
8. Адуев Б. П., Нурмухаметов Д. Р., Фурега Р. И., Звеков А. А., Каленский А. В. Взрывчатое разложение тэна с нанодобавками алюминия при воздействии импульсного лазерного излучения различной длины волны // Химическая физика. 2013. Т. 32. № 8. С. 39 – 42.
9. Адуев Б. П., Нурмухаметов Д. Р., Ципилев В. П., Фурега Р. И. Влияние добавок ультрадисперсных частиц Al-C на чувствительность тэна к лазерному воздействию // Физика горения и взрыва. 2013. Т. 49. № 2. С. 102 – 105.
10. Александров Е. И., Вознюк А. Г., Ципилев В. П. Влияние поглощающих примесей на зажигание ВВ лазерным излучением // Физика горения и взрыва. 1989. Т. 25. № 1. С. 3 – 9.
11. Будак В. П. Методы решения уравнения переноса излучения. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. 52 с.
12. Гейнц Ю. Э., Землянов А. А., Панина Е. К. Нанофотоника изолированных сферических частиц // Известия вузов. Физика. 2010. Т. 53. № 4. С. 76 85.
13. Зинченко А. Д., Погребов А. И., Таржанов В. И., Токарев Б. Б. Оптические характеристики некоторых порошкообразных ВВ // Физика горения и взрыва. 1992. Т. 28. № 5. С. 80 – 87.
14. Золотарев В. М., Морозов В. Н., Смирнова Е. В. // Оптические постоянные природных и технических сред. Л.: Химия, 1984. 216 с.
15. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. М.: Мир, 1981. Т. 1. С. 202.
16. Кригер В. Г., Каленский А. В., Звеков А. А., Зыков И. Ю., Адуев Б. П. Влияние эффективности поглощения лазерного излучения на температуру разогрева включений в прозрачных средах // Физика горения и взрыва. 2012. Т. 48. № 6. С. 54 – 58.
17. Рутберг Ф. Г., Гусаров В. В., Коликов В. А., Воскресенская И. П., Снегов В. Н., Стогов А. Ю., Черепкова И. А. Исследование физико-химических свойств наночастиц, полученных с помощью импульсных электрических разрядов в воде // Журнал технической физики. 2012. Т. 82. Вып. 12. С. 33 36.
18. Светличный В. А., Лапин И. Н. Структура и свойства наночастиц, полученных методом лазерной абляции объемных мишеней металлического Zn в воде и этаноле // Известия вузов. Физика. 2013. Т. 56. № 5. С. 86 91.
19. Шифрин К. С. Рассеяние света в мутной среде. М., Л.: Гос. изд-во технико-теоретической лит., 1951. 288 с.
Review
For citations:
Aduev B.P., Nikitin A.P., Nurmukhamedov D.R., Zvekov A.A., Kovalev R.I. EXPERIMENTAL AND THEORETICAL RESEARCH OF SCATTERING AND ABSORPTION OFLIGHT ON ALUMINUM NANOPARTICLES IN PENTAERYTHRITOL TETRANITRATE. SibScript. 2014;(3-3):156-161. (In Russ.)
Views:
419
Email this article 