DSpace Collection:

Оптимізований метод вимірювання позитронних анігіляційних спектрів у наноматеріалах з розвиненою поруватістю для сенсорних застосувань

2016-01-01T00:00:00Z

Title: Оптимізований метод вимірювання позитронних анігіляційних спектрів у наноматеріалах з розвиненою поруватістю для сенсорних застосувань Authors: Клим, Галина; Чалий, Дмитро; Костів, Юрій; Івануса, Андрій; Ткачук, Тарас Abstract: Запропоновано та використано оптимізований за апаратною складністю метод вимірювання позитронних анігіляційних спектрів для дослідження вологочутливої кераміки MgО-Al2O3 з розвиненою нанопоруватістю. Показано, що в разі розкладу спектрів на чотири компоненти вдається оцінити розміри нанопор за моделлю Тао-Ельдрупа та вивчити процеси, які відбуваються в них. Встановлено, що частка нанопор радіусом ~1,5 нм на порядок перевищує частку пор з радіусом ~ 0,3 нм, в яких також відбувається анігіляція ортопозитронію у адсорбованій воді.

Оптимізований метод вимірювання позитронних анігіляційних спектрів у наноматеріалах з розвиненою поруватістю для сенсорних застосувань

2016-01-01T00:00:00Z

Title: Оптимізований метод вимірювання позитронних анігіляційних спектрів у наноматеріалах з розвиненою поруватістю для сенсорних застосувань Authors: Клим, Г.; Костів, Ю.; Чалий, Д.; Івануса, А.; Ткачук, Т. Abstract: Запропоновано та використано оптимізований за апаратною складністю метод вимірювання позитронних анігіляційних спектрів для дослідження волого-чутливої кераміки MgО-Al2O3 з розвиненою нанопоруватістю. Показано, що при розкладі спектрів на чотири компоненти вдається оцінити розміри нанопор за моделлю Тао-Ельдрупа та вивчити процеси, які відбуваються в них. Встановлено, що частка нанопор радіусом ~1,5 нм на порядок перевищує частку пор з радіусом ~ 0,3 нм, в яких також відбувається анігіляція орто-позитронію у адсорбованій воді Description: An optimized by hardware complexity method for measuring of positron annihilation lifetime spectra was proposed and used to investigation of humidity-sensitive MgO-Al2O3 ceramics with advanced nanoporosity. Positron-positronium annihilation spectrum were analyzed using four-component fitting procedures. It is shown that this technique can be used to investigation of nanopores transformation in humidity-sensitive MgO-Al2O3 ceramics as porosimetry method. It is shown that Tao-Eldrup model can be used for study of size of nanopores smaller then 1,5 nm. It has been shown that for MgO-Al2O3 ceramics two positron annihilation channels should be considered – the positron trapping with shortest 1 and middle 2 lifetimes and ortho-positronium decaying with the longest 3 and 4 lifetimes, these channels being independent ones. Assuming the two-state positron trapping model for spinel ceramics, four components in the fit of the experimental spectra can be associated with the microstructure peculiarities of the spinel. This microstructure exhibits characteristic octahedral and tetrahedral cation vacancies (1, I1), positron trapping extended defects located near grain boundaries and positron traps in the free-volume entities (2, I2). Ortho-positronium decay in nanopores of ceramics is described by 3, I3 and 4, I4. Within the formalism of this model, the open volume entities free of the electron density are treated as defects, while hypothetical structure without these entities is treated as the defect-free bulk. It is established that the third component of lifetime spectra gives information about ortho-positronium decaying in nanopores with water and fourth component reflects ortho-positronium trapping in free-water volume of nanopores. It is established that in inner structure ceramic materials there are two types of nanopores. The intensity of the third component of the spectrum increases in water-filled samples, while the intensity of four components - decreases. The most significant changes caused by water adsorption processes are observed in largest nanopores with radius of ~1,7 nm. Reducing the value of the lifetime 4 after drying of ceramics can be due to the formation of thin layers of water molecules surrounding the large pores. The lifetime 3 decreases after water vapor of ceramics with a gradual increase in drying and intensity I3 grows, indicating annihilation of ortho-positronium in water-filled nanopores. The presence of water in the nanopores of smaller radius of ~0.3 nm after drying reflects increasing of intensity I3 and a slight decreasing of lifetime 3. It is noted that ortho-positronium lifetime ~1,7 ns reflects the annihilation in the water “bubbles” with radius of ~0.3 nm.

Nanostructural modification of free volume in chalcohalide glass-ceramics caused by crystallization pro-cess

2016-10-19T00:00:00Z

Title: Nanostructural modification of free volume in chalcohalide glass-ceramics caused by crystallization pro-cess Authors: Klym, H.; Kostiv, Yu; Ivanusa, A.; Chalyy, D. Abstract: Modification of free volume caused by crystallization process in (80GeS2-20Ga2S3)100-х(СsCl)x, 0 < x < 10 chalcohalide glass-ceramics was studied by positron annihilation lifetime technique. It is established that CsCl additives in Ge-Ga-S glassy matrix transform defect-related component spectra, indicating that the agglomeration of free-volume voids occurs in initial and crystallized (80GeS2-20Ga2S3)100-х(СsCl)x, 0 < x < 10 glasses. Full crystallization in each of these glasses corresponds to the void constriction.

Investigation of changes in positronium trapping in pores under the water influence in nanostructured MgO-Al2O3 ceramics

2016-12-07T00:00:00Z

Title: Investigation of changes in positronium trapping in pores under the water influence in nanostructured MgO-Al2O3 ceramics Authors: Klym, H.; Kostiv, Yu; Ivanusa, A.; Tkachuk, T. Abstract: It is known that nanostructured MgO-Al2O3 ceramics are one of the best materials for humidity sensors. The functionality of such ceramics is dependent on microstructure of grains, grain boundaries and pores. These elements significantly affect on their nanostructurization. In addition, electrical properties of ceramics depend on the sorption processes in these materials. In this work we used positron annihilation lifetime (PAL) spectroscopy to investigation of changes in PAL parameters in nanopores MgO-Al2O3 ceramics sintered at 1100 °C at different stage of water-immersion and drying. The PAL investigation were performed using ORTEC spectrometer (22Na source) in the ceramic samples dried in vacuum at 120 °C for 4 hours as well as after 1, 2, 3 and 7 days immersion in water vapor. The four-component fitting procedure with positron lifetimes tau1, tau2, tau3 and tau4 and intensities I1, I2, I3 and I4 was used for analysis of PAL spectra.