


Vol 50, No 1 (2024)
Articles
Измерение упругого предела Гюгонио в керамике «Идеал»
Abstract
Впервые исследована новая керамика «Идеал», композит алмаз — карбид кремния, полученная в реакционно-диффузионном процессе Тьюринга, что позволяет получать материалы с оптимальным набором физико-механических свойств. Отмечается упруго-хрупкое разрушение, связанное с распространением ударной волны в двухкомпонентной системе. Найден динамический предел упругости, определяемый свойствами карбида кремния, равный 13.4 ГПа. Проведены измерения ее динамического предела упругости и откольной прочности в области упругого деформирования. Определена ударная сжимаемость керамики до давления 625 ГПа.



Кластерная самоорганизация интерметаллических систем. Новые кластеры-прекурсоры K15, K11, K6 для самосборки кристаллической структуры Yb72Sn46-tP118
Abstract
С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлены комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур интерметалидов Yb72Sn46-tP118 (a = 11.076 Å, c = 36.933 Å, V = 4530.86 Å3, пр. группа P 4/mbm). Для кристаллической структуры Yb72Sn46-tP118 установлено 195 вариантов кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц 5 (24 варианта), 6 (86 вариантов) и 7 (85 вариантов). Рассмотрен вариант наиболее быстрой самосборки с участием трех типов кластеров-прекурсоров, формирующих слои из октаэдров K6 = 0@6(Yb4Sn2) с симметрией g = 4/m, полиэдров K11 = = Sn@10(Yb8Sn2) с симметрией g = –1 и полиэдров K15 = Yb@14(Yb10Sn4) с симметрией g = 2 mm, а также атомов-спейсеров Yb и Sn. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.



Кластерная самоорганизация интерметаллических систем. Новые кластеры-прекурсоры K6 и K3 для кристаллических структур семейства Sr12Mg20Ge20-oP52, Sr2LiInGe2-oP24, Sr2Mg2Ge2-oP12
Abstract
С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлены комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур семейства Sr12Mg20Ge20-oP52 (a = 21.707 Å, b = 4.483 Å, c = 18.456 Å, V = 1795.88 Å3, Pnma), семейства Sr2LiInGe2-oP24 (a = 7.503, b=4.619, c = 17.473 Å, V= 605.63 Å3, Pnma), семейства Sr2Mg2Ge2-oP12 (a = 10.882 Å, c = 5.665 Å, V=670.8 Å3, Pnma). Для кристаллической структуры Sr12Mg20Ge20-oP52 установлены 17 вариантов кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц 2 (5 вариантов), 3 (6 вариантов) и 4 (6 вариантов). Рассматривается вариант самосборки с участием тройных колец K3 = 0@3(SrMgGe) и K3 = 0@3(Mg2Ge) и сдвоенных тетраэдров K6 = 0@6(Sr2Mg2Ge2) с симметрией –1, образующих супраполиэдрический кластер-тример A из кластеров (SrMgGe)(Sr2Mg2Ge2)(SrMgGe) и кластер-тример B из кластеров (Mg2Ge)(Sr2Mg2Ge2)(Mg2Ge). Для кристаллической структуры (Sr2Li)2(InGe2)2-oP24 определены каркас-образующие полиэдры в виде сдвоенных тетраэдров K6 = 0@6(Sr2Mg2Ge2) и тройные кольца K3 = 0@3(SrMgGe). Для кристаллической структуры Sr2Mg2Ge2-oP12 определены каркас-образующие полиэдры в виде сдвоенных тетраэдров K6 = 0@6(Sr2Mg2Ge2). Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D-структур из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.



Влияние элементного состава оптических стекол на количественные характеристики ослабления ими рентгеновского и гамма-излучения
Abstract
Проведен анализ влияния химических элементов в составе оптических стекол на количественные характеристики ослабления ими рентгеновского и гамма-излучения. Предложена методика расчета массовых коэффициентов ослабления излучения (МКОИ) с энергией квантов от 0.2 до 3.0 МэВ для оксидов как компонентов стекол. Выявлены химические элементы и их оксиды в составе стекол, вносящие основной вклад в их значения линейного коэффициента ослабления излучения (ЛКОИ) с разной энергией квантов, Е. В области энергий квантов от 0.2 до примерно 1.0 МэВ сильное влияние (в порядке его уменьшения) на значение ЛКОИ стекол оказывают такие оксиды, как PbO, Ta2O5, Gd2O3, La2O3, BaO, Sb2O3 (из-за малой концентрации его вклад в ЛКОИ стекол обычно пренебрежимо мал), CdO, Nb2O5, ZrO2, Y2O3. Показано, что в области значений Е от 0.2 до примерно 1.0 МэВ элементы (или их оксиды) могут сильно отличаться друг от друга по значениям МКОИ, а стекла разных составов — по значениям их ЛКОИ, тогда как при Е > 1.0 МэВ и первые и вторые коэффициенты изменяются примерно одинаково при увеличении энергии квантов излучения.



Зависимость микротвердости стекол от температуры
Abstract
Предложен метод расчета температурной зависимости микротвердости стекол в интервале температур от абсолютного нуля до температуры размягчения. Согласно модели, положенной в основу расчета, стекло переходит в пластическое состояние не только под действием температуры, но и под действием механических напряжений выше критической величины, соответствующей микротвердости. Поэтому при одновременном воздействии этих двух факторов стекло переходит в пластическое состояние в том случае, если сумма термической и механической энергии сетки стекла превышает критическую величину. Предложенный метод расчета опробован на примере органического стекла и двух наиболее важных для практики оксидных стекол: плавленого кварца и промышленного щелочно-силикатного стекла (soda lime silica glass).



Влияние модификации пористого стекла оксидом цинка на его фотокаталитические свойства
Abstract
Разработана методика, и синтезированы наночастицы ZnO в пористых стеклах. Синтез проведен путем пропитки силикатных пористых стекол в водном растворе нитрата цинка и его последующего термолиза. Исследованы спектрально-люминесцентные свойства синтезированных композитов. Изучена способность наночастиц ZnO, сформированных в пористом стекле, к выработке активных форм кислорода при УФ-облучении.



Теплостойкие электроизоляционные органосиликатные покрытия
Abstract
Разработаны два состава теплостойких электроизоляционных органосиликатных покрытий с использованием в композициях тонкодисперсных стекловидных добавок — алюмоборосиликатного и ванадийсурьмофосфатного стекла. Покрытия имеют теплостойкость 700 и 800◦С и стойкость к резкому перепаду температуры от максимально допустимой до 20◦С троекратно. Определены электроизоляционные и физико-механические свойства покрытий.



Синтез и исследование электролитных и электродных материалов в системах СeO2–Nd2O3 и Gd2O3–La2O3–SrO–Ni(Co)2O3–δ для среднетемпературных топливных элементов
Abstract
Методом совместной кристаллизации растворов азотнокислых солей с ультразвуковой обработкой синтезированы ксерогели, высокодисперсные мезопористые порошки состава: (СeO2)1-x(Nd2O3)x (x = 0,02; 0,05; 0,10); Gd1–xSrxCo0,5O3–δ (х = 0,1, 0,15, 0,2, 0, 25); Gd0.4Sr0.1Ni0,5O3–δ; Gd0,125La0,125Sr0,25Co0,5O3–δ — и на их основе получены нанокерамические материалы с кристаллической кубической структурой типа флюорита, орторомбической и тетрагональной структурой типа перовскита с ОКР ~55–90 нм (1300◦С) соответственно. Изучены физико-химические свойства полученной керамики; выявлено, что она обладает открытой пористостью 7–11% для состава: (СeO2)1-x(Nd2O3)x и 17–42% для материалов состава Gd1–xSrxCo0,5O3–δ, Gd0.4Sr0.1Ni0,5O3–δ и Gd0,125La0,125Sr0,25Co0,5O3–δ. Материалы на основе оксида церия обладают преимущественно ионным (числа переноса ионов ti = 0.71–0.89 в интервале 300–700◦С) типом электропроводности, обусловленным образованием подвижных кислородных вакансий при гетеровалентном замещении Се4+ на Nd3+; σ700ºС = 0.31·10–2 См/см. Твердые растворы на основе никелата и кобальтита лантана обладают смешанной электронно-ионной проводимостью, σ700ºС = 0.59∙10–1 См/см с числами переноса te = 0.92–0.99 ti = 0.08–0.01. Показана перспективность использования полученных керамических материалов в качестве твердооксидных электролитов и электродов среднетемпературных топливных элементов.



Изготовление блочных катализаторов окисления монооксида углерода с использованием аддитивных технологий
Abstract
Разработан способ получения первичных носителей катализаторов в форме блоков-сот с помощью аддитивных технологий. Разработан состав формовочного шликера, и оптимизированы его реологические свойства. Получены блочные катализаторы на основе первичных носителей, сформированных методом 3D-печати. Показано, что такие изделия имеют высокую производительность в процессе каталитического окисления СО кислородом воздуха и существует возможность ее дальнейшего увеличения за счет формирования каналов сложных геометрических форм, позволяющих интенсифицировать процессы тепло- и массообмена.



Особенности морфологии и свойств дисперсных порошков ZnO, полученных полимерно-солевым синтезом при использовании поливинилпирролидона
Abstract
В работе исследованы особенности морфологии и свойств дисперсных порошков ZnO, полученных полимерно-солевым синтезом при использовании поливинилпирролидона. Процессы термической эволюции материалов при синтезе порошков были исследованы методом дифференциально-термического и термогравиметрического анализа. Кристаллическая структура, морфология, люминесцентные и адсорбционные свойства синтезированных нанопорошков были изучены методами рентгенофазового и электронно-микроскопического анализов, оптической и люминесцентной спектроскопии. Установлено, что добавки поливинилпирролидона уменьшают размер формирующихся кристаллов ZnO и оказывают существенное влияние на морфологию, люминесцентные и адсорбционные свойства материалов.



КРАТКОЕ СООБЩЕНИЕ
Сорбция ионов стронция на калий-титанатных нанотрубках, допированных магнием
Abstract
Исследовано взаимодействие водного раствора нитрата стронция с допированными магнием калий-титанатными нанотрубками, синтезированными методом соосаждения с последующей гидротермальной обработкой. Установлено, что после 2 ч выдержки в растворе при комнатной температуре наибольшую сорбционную емкость проявил состав с замещением 10 ат.% титана магнием. Полученные результаты показывают перспективность использования допированных магнием калий-титанатных нанотрубок в качестве адсорбентов ионов стронция из водных растворов.


