pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTUpimi-80Research ArticleМетоды измерений, контроля, диагностикиMethods of measurements, monitoring, diagnosticsМЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ НЕБОЛЬШИХ ОБРАЗЦОВ КАМЕННОГО УГЛЯ ПО ИХ ВЛИЯНИЮ НА СИГНАЛ СПИН-МЕТКИ В РЕЗОНАТОРЕ РАДИОСПЕКТРОМЕТРАTECHNIQUE OF ESTIMATE OF CONDUCTIVITY OF SMALL COAL SAMPLES BY THEIR INFLUENCE ON SIGNAL OF SPIN-LABEL IN RESONATOR OF ESR SPECTROMETERПоклонскийН. А.PoklonskiN. A.poklonski@bsu.byВыркоС. А.VyrkoS. A.poklonski@bsu.byПоклонскаяО. Н.PoklonskayaO. N.poklonski@bsu.byГорбачукН. И.GorbachukN. I.poklonski@bsu.byСяглоА. И.SiahloA. I.poklonski@bsu.byБелорусский государственный университетБеларусьBelarusian State UniversityBelarus201430032015025359Copyright © Поклонский Н.А., Вырко С.А., Поклонская О.Н., Горбачук Н.И., Сягло А.И., 20152015Поклонский Н.А., Вырко С.А., Поклонская О.Н., Горбачук Н.И., Сягло А.И.Poklonski N.A., Vyrko S.A., Poklonskaya O.N., Gorbachuk N.I., Siahlo A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/80

Представлены результаты исследования при комнатной температуре на воздухе влияния нерезонансного поглощения сверхвысокочастотного (СВЧ) электромагнитного излучения образцами каменных углей различной массы в центре резонатора типа H102 на сигнал электронного спинового резонанса (ЭСР) эталона (спин-метки) в виде кристалла рубина, постоянно закрепленного на боковой стенке резонатора. Проведены количественные оценки СВЧ электропроводности исследованных образцов угля по данным ЭСР рубина. Результаты работы могут быть использованы для контроля электрических параметров углей в СВЧ диапазоне.

The results of study at room temperature in the air of influences of the nonresonant absorption of microwave electromagnetic radiation by coal samples of different masses in the center of H102-resonator on the electron spin resonance (ESR) signal of a standard sample (spin label) of a ruby crystal, permanently mounted on the side wall of the resonator, are presented. Quantitative evaluation of the microwave conductivity of the studied coal samples based on the ESR measurements of ruby are made. Results can be applied for monitoring of electrical parameters of coals in the microwave range.

каменные углиэлектронный спиновый резонансэлектропроводность в СВЧ диапазонеcoalselectron spin resonancemicrowave conductivityReferencesЭттингер, И.Л. Необъятные запасы и непредсказуемые катастрофы: (Твердые растворы в недрах Земли) / И.Л. Эттингер. – М.: Наука, 1988. – 175 с.Ettinger I.L. Neob’yatnye zapasy i nepredskazuemye katastrofy: (Tverdye rastvory v nedrah Zemli) [Immense reserves and unpredictable catastrophes: (solid solutions in the bowels of the Earth)]. Moscow, Nauka Publ., 1988. 175 p.Gorbaty, M.L. Prominent frontiers of coal science: past, present and future / M.L. Gorbaty // Fuel. – 1994. – Vol. 73, № 12. – P. 1819–1828.Gorbaty M.L. Prominent frontiers of coal science: past, present and future. Fuel, 1994, vol. 73, no. 12, pp. 1819–1828.Фролков, Г.Д. Взаимосвязь выбросов угольного метана и структуры органической массы углей / Г.Д. Фролков, А.Г. Фролков // Химия твердого топлива. – 2011. – № 1. – 9–13.Frolkov G.D., Frolkov A.G. Correlation between the sudden and regular releases of coal-bed methane and the structures of the organic matter of natural coals. Solid Fuel Chemistry, 2011, vol. 45, no. 1, pp. 9–13.Бучаченко, А.Л. Магнитопластичность и физика землетрясений. Можно ли предотвратить катастрофу? / А.Л. Бучаченко // УФН. – 2014. – Т. 184, № 1. – С. 101–108.Buchachenko A.L. Magnetoplasticity and the physics of earthquakes. Can a catastrophe be prevented? Phys. Usp. 2014, vol. 57, no. 1, 92–98.Энтропийная теория метаморфных переходов в углях / М.И. Новгородова [и др.] // Кристаллография. – 2000. – Т. 45, № 2. – С. 308–312.Novgorodova M.I., Gufan Yu.M., Losev N.F., Moshchenko I.N. Entropy theory of metamorphic transitions in coals. Crystallography Reports, 2000, vol. 45, no. 2, pp. 277–281.Seridonio, A.C. Asymmetrical penetration of microwave in a conducting media and determination of microwave conductivity for very thin samples using electron spin resonance / A.C. Seridonio, L. Walmsley // J. Phys. Chem. Solids. – 2001. – Vol. 62, № 5. – P. 841–845.Seridonio A.C., Walmsley L. Asymmetrical penetration of microwave in a conducting media and determination of microwave conductivity for very thin samples using electron spin resonance. J. Phys. Chem. Solids, 2001, vol. 62, no. 5, pp. 841–845.A new method for contactless conductivity measurement of a semiconductor layer / V. Zevin [et al.] / Solid State Commun. – 1988. – Vol. 66, № 5, P. 553–555.Zevin V., Suss J.T., Zemel A., Rotter S. A new method for contactless conductivity measurement of a semiconductor layer. Solid State Commun., 1988, vol. 66, no. 5, pp. 553–555.Impact of high-dielectric-loss materials on the microwave field in EPR experiments / M. Sueki [et al.] // J. Magn. Res. A. – 1996. – Vol. 118, № 2. – P. 173–188.Sueki M., Rinard G.A., Eaton S.S., Eaton G.R. Impact of high-dielectric-loss materials on the microwave field in EPR experiments. J. Magn. Res. A, 1996, vol. 118, no. 2, pp. 173–188.Nag, B.R. A simple microwave method for monitoring the conductivity of semiconductor epitaxial layers / B.R. Nag, G. Ghosh, S. Dhar // SolidState Electron. – 1992. – Vol. 35, № 12. – P. 1823–1826.Nag B.R., Ghosh G., Dhar S. A simple microwave method for monitoring the conductivity of semiconductor epitaxial layers. Solid-State Electron., 1992, vol. 35, no. 12, pp. 1823–1826.Экспресс-методика бесконтактного измерения электрических параметров небольших образцов на сверхвысоких частотах / Н.А. Поклонский [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2013. – № 1(6). – С. 64–71.Poklonski N.A., Siahlo A.I., Shnitko V.T., Merkulov V.A., Davidenia M.O., Kovalev A.I. [Fast method of non-contact microwave measurements of electrical parameters of compact samples]. Pribory i Metody Izmerenii, 2013, no. 1(6), pp. 64–71 (in Russian).Поклонский, Н.А. Электронный парамагнитный резонанс перколяционных кластеров в полиэтилене / Н.А. Поклонский, Н.И. Горбачук // Журн. прикл. спектр. – 2001. – Т. 68, № 5. – С. 594–598.Poklonskii N.A., Gorbachuk N.I. Electron paramagnetic resonance of percolation soot clusters in polyeth ylene. Journal of Applied Spectroscopy, 2001, vol. 68, no. 5, pp. 776–782.Инвертирование сигнала электронного спинового резонанса каменных углей / Н.А. Поклонский [и др.] // Журн. прикл. спектр. – 2013. – Т. 80, № 3. – С. 379–384.Poklonski N.A., Vyrko S.A., Poklonskaya O.N., Lapchuk N.M., Munkhtsetseg S. Inversion of electron spin resonance signal in coals. Journal of Applied Spectroscopy, 2013, vol. 80, no. 3, pp. 366–371.Способ калибровки спектрометра ЭПР : а. с. 1578610 СССР, МКИ5 G 01 N 24/10 / А.А. Мытько [и др.]; Белорусский гос. ун-т. – № 4169963; заявл. 30.12.86; опубл. 15.07.90. – Бюл. № 26.Myt’ko A.A., Papkov A.V., Penina N.M., Stel’makh V.F., Tsvirko L.V. Sposob kalibrovki spektrometra EPR [The way of ESR spectrometer calibration]: Patent USSR no. 1578610, 1990.Quantitative EPR / G.R. Eaton [et al.]. – Wien: Springer, 2010.— 185 p.Eaton G.R., Eaton S.S., Barr D.P., Weber R.T. Quantitative EPR. Wien, Springer, 2010. 185 p.Пул, Ч. Техника ЭПР-спектроскопии / Ч. Пул. – М.: Мир, 1970. – 558 с.Poole Ch.P., jr. Electron Spin Resonance: A Comprehensive Treatise on Experimental Techniques. New York, Dover Publications, 1997. 810 p.Пул, Ч. Справочное руководство по физике. Фундаментальные концепции, основные уравнения и формулы / Ч. Пул. – М.: Мир, 2001. – 461 с.Poole Ch.P., jr. The Physics Handbook: Fundamentals and Key Equations. New York, Wiley, 2007. 535 p.Памятных, Е.А. Основы электродинамики материальных сред в переменных и неоднородных полях / Е.А. Памятных, Е.А. Туров. – М.: Наука. Физматлит, 2000. – 240 с.Pamyatnykh E.A., Turov E.A. Osnovy elektrodinamiki material’nyh sred v peremennyh i neodnorodnyh poljah [Fundamentals of electrodynamics of material media in variable and inhomogeneous fields]. Moscow, Nauka. Fizmatlit Publ., 2000. 240 p.Balanis, C.A. Electromagnetic techniques in the development of coal-derived energy sources – a review / C.A. Balanis // J. Microw. Power. – 1983. – Vol. 18, № 1. – P. 45–54.Balanis C.A. Electromagnetic techniques in the development of coal-derived energy sources – a review. J. Microw. Power., 1983, vol. 18, no. 1, pp. 45–54.Complex permittivity of graphite, carbon black and coal powders in the ranges of X-band frequencies (8.2 to 12.4 GHz) and between 1 and 10 GHz / M. Hotta [et al.] // ISIJ Int. – 2011. – Vol. 51, № 11. – P. 1766–1772.Hotta M., Hayashi M., Lanagan M.T., Agrawal D.K., Nagata K. Complex permittivity of graphite, carbon black and coal powders in the ranges of X-band frequencies (8.2 to 12.4 GHz) and between 1 and 10 GHz. ISIJ Int., 2011, vol. 51, no. 11, pp. 1766–1772.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.