Полірувальний склад

Полірувальний склад, що містить абразивний порошок високодисперсного діоксиду кремнію й змочувальну органосилоксанову рідину, який відрізняється тим, що як змочувальну рідину містить каучук СКТНЕВ-2БП-Г, а абразивний порошок додатково містить нанодисперсний порошок оксиду алюмінію сферичної форми, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: діоксид кремнію 1,0-2,0 оксид алюмінію 2,0-3,0 каучук СКТНЕВ-2БП-Г решта. (19) (21) a201015436 (22) 20.12.2010 (24) 12.09.2011 (46) 12.09.2011, Бюл.№ 17, 2011 р. (72) АНДРЮЩЕНКО ЛЮБОВ АНДРІІВНА, ГРИНЬОВ БОРИС ВИКТОРОВИЧ, ДІДЕНКО ГАННА ВОЛОДИМИРІВНА, БОРОДЕНКО ЮРІЙ ОПОНАСОВИЧ, СЕЛЕГЕНІВ ЄВГЕН МИХАЙЛОВИЧ, КУДІН ОЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ (73) ІНСТИТУТ СЦИНТИЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) UA 88598, 26.10.2009 . 3 лярний полідиметилсилоксановий каучук СКТНМЕД, в'язкістю 7 пуаз, а як абразивний матеріал високодисперсний діоксид кремнію в кількості 2-3 мас. %. Зазначений полірувальний склад використовується для обробки торцевих поверхонь лінійок, зібраних із 16 елементів кристалів CsI(Tl) розмірами 4,01,34,0 мм. Хімічна інертність компонентів полірувального складу та відсутність компонентів, які викликали б підрозчинення чутливих елементів лінійок, виключає затікання полірувального складу в зазор між сцинтиляційними й світловідбиваючими елементами, що забезпечує деяке поліпшення їх рентгеночутливості в порівнянні з попереднім аналогом. Однак використання як полірувальної рідини каучуку СКТН-МЕД, що містить функціональні гідроксильні групи, доцільно тільки для полірування торцевих поверхонь кристалічних елементів лінійок, оптичний контакт, у яких з фоточутливою площадкою кремнієвих фотодіодів виконано з композиції на основі полідиметилсилоксанового каучуку СКТН-МЕД. Вулканізація таких композицій протікає по реакції поліконденсації з виділенням низькомолекулярних продуктів, наявність яких у системі детектора з обмеженим доступом повітря знижує надійність оптичного зчленування сцинтиляційних елементів з фотоприймачами в процесі експлуатації. Крім того, низьке значення показника заломлення зазначеного каучуку (nD =1,405), який використовується в процесі полірування, призводить до утворення приповерхнього шару, що збільшує втрати світла в детекторі через погане узгодження nD матеріалів, що з'єднуються, (для CsI(Tl) nD =1,79, а для кварцу nD =1,45) і знижує рентгеночутливість лінійок. При цьому висока вартість каучуку СКТНМЕД, обумовлена його призначенням для медичних цілей, призводить до значного подорожчання технологічного процесу виготовлення сцинтиляційних виробів. Як прототип, по кількості загальних ознак, вибрано останній з аналогів. В основу пропонованого винаходу поставлено задачу - розробка полірувального складу для виготовлення сцинтиляційних лінійок, що забезпечує поліпшення їх рентгеночутливості. Рішення поставленої задачі досягається тим, що полірувальний склад, який містить абразивний порошок високодисперсного діоксиду кремнію й змочувальну органосилоксанову рідину, відповідно до винаходу, як змочувальну рідину містить каучук СКТНЕВ-2БП-Г, а абразивний порошок додатково містить нанодисперсний порошок оксиду алюмінію сферичної форми, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: діоксид кремнію 1,0-2,0 оксид алюмінію 2,0-3,0 каучук СКТНЕВ-2БП-Г решта. Використання в полірувальному складі каучуку СКТНЕВ-2БП-Г, діоксиду кремнію й оксиду алюмінію, які мають показник заломлення nD =1,44; 1,45 та 1,66 відповідно, призводить до утворення приповерхневого шару, що забезпечує зниження втрат світла у детекторі завдяки кращому узгодженню nD матеріалів, що з'єднуються, що обумовлює підвищення рентгеночутливості лінійок. Крім 95885 4 того, наявність у каучуку СКТНЕВ-2 БП-Г етильних радикалів забезпечує поліпшення змащувальної здатності полірувального складу, а вміст у ньому високодисперсних часток діоксиду кремнію, створює демпфірний шар, що має тиксотропні властивості та сприяє рівномірному розподілу часток порошку оксиду алюмінію. Сферична форма зерен оксиду алюмінію, впливаючи на мікронерівності поверхні, викликає їхню пластичну деформацію, а наявність демпфірного шару забезпечує їхнє м'яке уведення в оброблювану поверхню, що у свою чергу, запобігає утворенню грубих порушень у процесі полірування. Таким чином, сферична форма часток нанодисперсного порошку оксиду алюмінію, високі поліруючі властивості і їхній рівномірний розподіл у полірувальному складі, що містить каучук СКНТЕВ-2БП-Г та має кращу змащувальну здатність у порівнянні з каучуком СКТН-МЕД, призводять до поліпшення якості поверхні кристалічних лінійок, що виражається в поліпшенні їх рентгеночутливості. Зазначене співвідношення компонентів у полірувальному складі є оптимальним і вибрано в процесі проведення експериментів. Зменшення вмісту діоксиду кремнію менше 1 % і оксиду алюмінію менш 2 % призводить до погіршення якості обробленої поверхні через зниження рівномірності розподілу часток порошку оксиду алюмінію й недостатньо низької її ступені шорсткості. Збільшення вмісту діоксиду кремнію більше 2 % і оксиду алюмінію більше 3 % призводить до збільшення в'язкості полірувального складу, що може викликати руйнування лінійки. У таблиці представлені результати вимірів рентгеночутливості лінійок. Приклад Виготовляли 16-ти елементну лінійку на основі CsI(Tl), розміром 25,54,04,0 мм. Проміжки між елементами 0,3 мм заповнювали світловідбиваючим складом на основі епоксидної смоли й діоксиду титану. Готували полірувальний склад, що містив 1,5 мас % аеросилу А-380 з розмірами часток 5-15 нм, 2,5 мас. % оксиду алюмінію з розмірами часток 4050 нм і 97 мас. % каучуку СКТНЕВ-2БП-Г в'язкістю 6 пуаз, яким була відполірована кристалічна лінійка. Одночасно були виготовлені лінійки на основі CsI(Tl) того ж розміру для полірування складом при іншому співвідношенні компонентів, а також лінійка, відполірована відповідно до прототипу. Відповідно до прототипу полірувальний склад містив як абразив аеросил з розміром часток порошку 10-40 нм, а як полірувальна рідина каучук СКТНМЕД в'язкістю 7,0 пуаз. Полірування всіх лінійок проводили на полірувальному верстаті типу Д-150 зі змінним числом оборотів залежно від використаного абразиву. Полірування закінчували при відсутності на полірувальній поверхні слідів обробки й відповідної шорсткості (відколи й тріщини на елементах лінійки не допускаються). Контроль відполірованих лінійок проводили під мікроскопом типу МБС-9. Відполіровану поверхню отриманих лінійок, виготовлених у відповідність із пропонованим ви 5 95885 находом, оптично зчленовували з фоточутливою площадкою фотодіодів з використанням оптичної композиції СКТНЭВ-2 БП-Г, вулканізація якої протікає по реакції поліприєднання. Відполіровану поверхню лінійки, виготовлену у відповідність із прототипом, оптично зчленовували з фоточутливою площадкою фотодіодів з використанням оптичної композиції на основі каучуку СКТН-МЕД. 6 Вимір рентгеночутливості модульних детекторів проводили з використанням вольтметра універсального В7-35 і рентгенівського джерела ИРИ (Ua=100 мВ, Іа=1,0 мА). Результати вимірів лінійок представлені в таблиці. Таблиця № Технічне рішення Полірувальний склад, мас. % SiO2 1 2 3 4 5 6 Прототип Запропонований винахід “-“ “-“ “-“ “-“ “-“ Аl2О3 2,5 0,8 1,0 1,5 2,0 2,5 1,8 2,0 2,5 3,0 3,5 Як видно з таблиці, тільки при співвідношенні компонентів, які відповідають параметрам, що заявляються (приклади 3-5), досягається виконання поставленого завдання - підвищення рентгеночутливості лінійок. Вихід за граничні значення Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Органосилоксанова рідина СКТН-МЕД 97,5 СКТНЕВ-2Б-Г 97,4 97,0 96,0 95,0 94,0 Рентгеночутливість 2 нАмин/Рсм 121,5 128 134 137 133 131 (приклади 2, 6) приводить до її зниження. З таблиці видно, що в порівнянні із прототипом (приклад 1) пропоноване технічне рішення забезпечує поліпшення рентгеночутливості лінійок більш ніж на 10 %. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601