ccurate measurements of lifetime of

ccurate measurements of lifetime of explosives are crucial for their detection. Measurement of the thermodynamic parameters of an explosive in the nanoscale could be used to determine its persistence. Thermogravimetry analysis (TG) is the most widely used technique in measuring sublimation rates of different materials. TG often requires a flow of gas through both the balance chamber and the sample to prevent temperature and pressure build-up [1–3]. However, the mass change detectable by TG is in the order of few nanograms, thereby limiting the usefulness to samples larger than a few milligrams, depending on the sensitivity of the balance. This makes TG an inaccurate technique to study thermodynamic properties of thin films. Quartz crystal microbalance (QCM) is a more sensitive tool for mass loss and has also been used in measuring sublimation rates in thin films [4, 5]. Some materials mass loss could be in the order of attograms. However, QCM sensitivity to mass loss is also in the order of few nanograms with uncertainty of about 15–20%. Atomic force microscopy (AFM) has also been used to determine sublimation rates of thin nanoislands of explosives [6, 7]. However, even when operated with special tips in contact mode, the measurement of the volume and surface area of the films (nanoislands) will lack accuracy. Furthermore, the foregoing techniques lack the ability to discriminate among different materials.

The calculation of the surface area of a sample introduces errors in measuring the sublimation rate of any material in all discussed techniques. The origin of this error is the roughness of the surface. Surface roughness could vary from hundreds of microns to a few microns for single crystals and microcrystalline powders or thin films, respectively. Dislocations as well as cracks that could result in heating a material are also expected to contribute to the errors associated with the calculation of the surface area. In addition, the surface area of the sample is usually measured before performing the experiment and is considered to be constant throughout the experiment. Thus, the calculated sublimation rates per unit area are expected to be smaller than the actual ones.

Using UV absorbance spectroscopy in determining sublimation rates has the advantage of eliminating the surface area from the rate of mass loss equation. In addition, most importantly, the relatively small scanned area ensures extremely accurate measurements even with the existence of surface roughness, dislocations, and cracks: the surface is relatively smooth within the beam area.

In this report, for the first time, we report our in situ experimental results on using UV absorbance spectroscopy in determining the sublimation rates of the nitroaromatic explosive 2,4,6,-trinitrotoluene (TNT), in the form of continuous thin films, at various temperatures. This is the first technique to measure such parameters based on a unique property of materials absorbing in the UV region with the ability to discriminate among such materials.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ccurate การวัดอายุการใช้งานของวัตถุระเบิดที่มีความสำคัญสำหรับการตรวจจับของพวกเขา การวัดพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ของการระเบิดใน nanoscale สามารถนำมาใช้เพื่อตรวจสอบความคงทนของ Thermogravimetry วิเคราะห์ (TG) เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดอัตราการระเหิดของวัสดุที่แตกต่าง TG มักต้องใช้การไหลของก๊าซผ่านหอสมดุลและตัวอย่างการป้องกันอุณหภูมิ และความดันสะสม [1-3] อย่างไรก็ตาม เปลี่ยนมวลตรวจ โดย TG เป็นลำดับไม่กี่ nanograms จึงจำกัดประโยชน์ให้กับตัวอย่างที่ใหญ่กว่าไม่กี่มิลลิกรัม ขึ้นอยู่กับความไวของยอดดุล นี้ทำให้ TG เป็นเทคนิคที่ถูกต้องในการศึกษาคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของฟิล์มบาง เครื่องชั่งระดับผลึก (QCM) เป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญมากขึ้นสำหรับการสูญเสียมวลชน และยังถูกใช้ในการวัดอัตราการระเหิดในฟิล์มบาง [4, 5] วัสดุบางอย่างอาจจะสูญเสียมวลตามลำดับ attograms อย่างไรก็ตาม QCM ความไวต่อการสูญเสียมวลได้ nanograms น้อยกับความไม่แน่นอนประมาณ 15-20% ตามลำดับ กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) ยังถูกใช้ในการพิจารณาอัตราการระเหิดของบาง nanoislands ของวัตถุระเบิด [6, 7] อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะดำเนินการ ด้วยเคล็ดลับพิเศษในโหมดติดต่อ การวัดพื้นที่ปริมาตรและพื้นผิวของฟิล์ม (nanoislands) จะขาดความแม่นยำ นอกจากนี้ เทคนิคข้างต้นขาดความสามารถในการแยกแยะระหว่างวัสดุที่แตกต่างการคำนวณพื้นที่ผิวของตัวอย่างแนะนำข้อผิดพลาดในการวัดอัตราการระเหิดของวัสดุใด ๆ ในทุกเทคนิคที่กล่าวนี้ มาของข้อผิดพลาดนี้เป็นความหยาบของพื้นผิว พื้นผิวที่ขรุขระอาจแตกต่างจากหลายร้อยไมครอนไปกี่ไมครอนสำหรับผลึกเดี่ยว และผงจุล หรือ ฟิล์มบาง ตามลำดับ Dislocations เป็นรอยแตกที่อาจทำให้เครื่องทำความร้อนเป็นวัสดุยังคาดว่าจะนำไปสู่ข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณพื้นที่ผิว นอกจากนี้ พื้นที่ผิวของตัวอย่างมักจะวัดก่อนดำเนินการทดลอง และจะคงที่ตลอดการทดลอง ดังนั้น การระเหิดคำนวณราคาต่อหน่วยพื้นที่คาดว่าจะมีขนาดเล็กกว่าคนจริงใช้สเปกโทรสโกค่า UV ในการกำหนดอัตราการระเหิดมีประโยชน์ในการขจัดพื้นที่การจากอัตราการสูญเสียมวลสมการ นอกจากนี้ ที่สำคัญที่สุดคือ พื้นที่การสแกนค่อนข้างเล็กทำให้การวัดที่แม่นยำมากแม้จะ มีการดำรงอยู่ของพื้นผิวที่ขรุขระ dislocations และรอยแตก: พื้นผิวค่อนข้างราบรื่นภายในบริเวณลำแสงในรายงานนี้ ครั้งแรก เรารายงานผลการทดลองในรูปทรงของเราใช้สเปกโทรสโกค่า UV ในการกำหนดอัตราการระเหิด nitroaromatic 2,4,6 ระเบิด, -trinitrotoluene (ทีเอ็นที), ในรูปของฟิล์มบางอย่างต่อเนื่อง ที่อุณหภูมิต่าง ๆ นี่เป็นเทคนิคแรกการวัดพารามิเตอร์ต่าง ๆ ตามคุณสมบัติเฉพาะของวัสดุดูดซับในภูมิภาค UV กับความสามารถในการแยกแยะระหว่างวัสดุดังกล่าว

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วัด ccurate ของอายุการใช้งานของวัตถุระเบิดที่มีความสำคัญสำหรับการตรวจสอบของพวกเขา การวัดค่าพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ของระเบิดได้ในระดับนาโนสามารถนำมาใช้เพื่อตรวจสอบความคงอยู่ของมัน Thermogravimetry วิเคราะห์ (TG) เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดอัตราการระเหิดของวัสดุที่แตกต่างกัน TG มักจะต้องใช้การไหลของก๊าซทั้งห้องตัวอย่างสมดุลและเพื่อป้องกันไม่ให้อุณหภูมิและความดันสร้างขึ้น [1-3] เป็น อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงมวลที่ตรวจพบโดย TG อยู่ในคำสั่งของไม่กี่นาโนจึง จำกัด ประโยชน์ตัวอย่างขนาดใหญ่กว่าไม่กี่มิลลิกรัมทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความไวของสมดุล นี้จะทำให้ TG เทคนิคที่ไม่ถูกต้องในการศึกษาคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของฟิล์มบาง ควอตซ์คริสตัลไมโคร (QCM) เป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญมากขึ้นสำหรับการสูญเสียมวลและยังได้ถูกนำมาใช้ในการวัดอัตราการระเหิดในฟิล์มบาง [4, 5] บางคนสูญเสียวัสดุมวลอาจจะอยู่ในคำสั่งของ attograms อย่างไรก็ตามความไว QCM การสูญเสียมวลยังอยู่ในคำสั่งของไม่กี่นาโนที่มีความไม่แน่นอนของประมาณ 15-20% กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) นอกจากนี้ยังได้รับการใช้ในการกำหนดอัตราการระเหิดของ nanoislands บางของวัตถุระเบิด [6, 7] อย่างไรก็ตามแม้เมื่อดำเนินการที่มีเคล็ดลับพิเศษในโหมดการติดต่อการวัดปริมาณและพื้นที่ผิวของภาพยนตร์ (nanoislands) จะขาดความถูกต้อง นอกจากเทคนิคดังกล่าวข้างต้นจะขาดความสามารถในการเลือกปฏิบัติระหว่างวัสดุที่แตกต่าง

การคำนวณพื้นที่ผิวของตัวอย่างแนะนำข้อผิดพลาดในการวัดอัตราการระเหิดของวัสดุใด ๆ ในเทคนิคที่กล่าวถึงทั้งหมด ที่มาของข้อผิดพลาดนี้เป็นความขรุขระของพื้นผิว พื้นผิวที่ขรุขระอาจแตกต่างจากหลายร้อยไมครอนไปไม่กี่ไมครอนสำหรับผลึกเดี่ยวและผง microcrystalline หรือฟิล์มบางตามลำดับ ผลกระทบเช่นเดียวกับรอยแตกที่อาจทำให้เกิดความร้อนวัสดุที่คาดว่าจะนำไปสู่ข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณของพื้นที่ผิว นอกจากนี้ยังมีพื้นที่ผิวของตัวอย่างมักจะวัดก่อนที่จะดำเนินการทดลองและมีการพิจารณาให้คงที่ตลอดการทดลอง ดังนั้นอัตราการระเหิดคำนวณต่อหน่วยพื้นที่ที่คาดว่าจะมีขนาดเล็กกว่าคนที่เกิดขึ้นจริง

การใช้สเปคโทรดูดกลืนแสงยูวีในการกำหนดอัตราการระเหิดมีความได้เปรียบในการกำจัดพื้นที่ผิวจากอัตราของสมการการสูญเสียมวล นอกจากนี้ที่สำคัญที่สุดคือพื้นที่ที่สแกนค่อนข้างเล็กเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดที่แม่นยำมากแม้จะมีการดำรงอยู่ของพื้นผิวที่ขรุขระ, ผลกระทบและรอยแตก: พื้นผิวค่อนข้างเรียบในพื้นที่คาน

ในรายงานฉบับนี้เป็นครั้งแรกที่เรารายงานของเราในแหล่งกำเนิดผลการทดลองเกี่ยวกับการใช้ UV การดูดกลืนแสงสเปกโทรสโกในการกำหนดอัตราการระเหิดของ nitroaromatic ระเบิด 2,4,6, -trinitrotoluene (TNT) ในรูปแบบของฟิล์มบางอย่างต่อเนื่อง ที่อุณหภูมิต่างๆ นี้เป็นเทคนิคแรกที่จะวัดค่าพารามิเตอร์ดังกล่าวขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ไม่ซ้ำกันของวัสดุดูดซับรังสียูวีในภูมิภาคที่มีความสามารถในการแยกแยะในหมู่วัสดุดังกล่าว