Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведено подробное исследование фазового состава, транспортных и термодинамических характеристик систем на основе одно- и двузамещенных фосфатов цезия и рубидия (1 - x )MH₂PO₄ / x M₂HPO₄•2H₂O (M = Rb, Cs) в широком диапазоне составов (мольная доля 0 ≤ х ≤ 1). Для исследованных систем выделены и идентифицированы новые образующиеся фазы, определены их транспортные и термические характеристики. В цезиевой системе при x = 0.5 обнаружено существование нового соединения Cs₃(H₂PO₄)(HPO₄)•2H₂O. Детально изучены условия образования этого соединения, синтезированы монокристаллы, впервые определены их кристаллическая структура, а также термодинамические характеристики и протонная проводимость. Показано, что полученное соединение не имеет фазовых переходов в суперионное состояние. В рубидиевой системе обнаружена монофазная область при x = 0.25, соответствующая соединению Rb₅H₇(PO₄)₄. Исследованы его электротранспортные и термодинамические свойства. Показано, что Rb₅H₇(PO₄)₄ имеет фазовый переход при 252 °С в высокотемпературную фазу, которая характеризуется высокой протонной проводимостью. При других значениях мольной доли x для (1 - x )MH₂PO₄ / x M₂HPO₄•2H₂O (M = Rb, Cs) реализуются двухфазные области, состоящие из исходного компонента, преобладающего в данной области составов, и образуемого нового соединения, которое существенно влияет на физико-химические свойства системы.

Представлены литературные данные по твердооксидным топливным элементам (ТОТЭ), а также результаты разработки и испытания микротрубчатых (МТ) ТОТЭ. Описана процедура изготовления МТ ТОТЭ методом фазовой инверсии, изучены их характеристики. Приведена измерительная ячейка, позволяющая определить вольт-амперную характеристику МТ ТОТЭ. Выявлены дальнейшие пути увеличения мощности МТ ТОТЭ.

Приведены результаты исследования структуры цинк-замещенного гидроксиапатита (Zn-ГАП), образующегося при низкотемпературном твердофазном механохимическом синтезе. Показано, что через 30 мин механического воздействия на смесь исходных реагентов (CaHPO₄, CaO, Zn(H₂PO₄)₂•2H₂O) в планетарной шаровой мельнице АГО-2 образуется однофазный Zn-ГАП со степенью замещения до 0.4 моль ионов цинка на моль ГАП. Исследовано два типа реакций замещения для ионов цинка: замещение ионов кальция и гидроксид-ионов. Динамика параметров решетки синтезированных образцов показала, что ионы цинка в процессе механохимического синтеза, скорее всего, занимают позиции ионов кальция. После высокотемпературной обработки положение ионов цинка изменяется: они смещаются в гидроксильный канал на оси с, вытесняя гидроксид-ионы и образуя цепочки О-Zn-O, вытянутые вдоль этой оси. Предел замещения в этом случае уменьшается до 0.2 моль ионов цинка на моль ГАП. Синтезированные образцы могут применяться для получения медицинских биорезорбируемых изделий и покрытий с антибактериальными свойствами.

Приведены результаты исследований извлечения золота и серебра из трудновскрываемого арсено-пиритного гравиоконцентрата - от механохимического вскрытия концентрата, последующего цианистого выщелачивания, электролитического извлечения металлов из цианистых растворов до получения готовой продукции в виде сплава металлов и оценки оборотного использования цианистых растворов после электролиза в процессе выщелачивания. Электролитическое извлечение золота и серебра осуществляли на катоды из углеродных волокнистых материалов с последующей термической обработкой и получением готовой продукции с суммарным содержание золота и серебра до 95 мас. %. Результаты последующих промышленных испытаний на золотоизвлекательной фабрике показали, что механохимическое вскрытие и опытно-промышленный активатор, использованные для получения золота и серебра из упорных арсено-пиритных гравиоконцентратов месторождений северо-востока Казахстана, позволили повысить скорость и степень извлечения золота и серебра.

Исследовано влияние высокоэнергетической механической обработки на формирование структурно-фазового состояния высоконаполненных композиционных порошков СВМПЭ/BN, УПТФЭ/BN, СВМПЭ/Fe/BN, УПТФЭ/Fe/BN. Механохимический синтез композитов проведен в планетарной шаровой мельнице с водяным охлаждением в атмосфере аргона. Фазовый состав и структурные характеристики исследованы методами рентгенофазового анализа и ИК-спектроскопии. Установлено, что в ходе механохимического синтеза в течение 2 мин в смеси железа с гексагональным нитридом бора h BN формируются композиты Fe/BN, а также образуются фазы кубического нитрида бора c BN, нитрида железа FeN_0.056 и борида железа Fe₂B. В результате механической обработки композитов Fe/BN с полимерами СВМПЭ или УПТФЭ размеры кристаллитов кубического нитрида бора незначительно увеличиваются. При механической обработке смесей полимеров с h BN переход гексагонального нитрида бора в кубическую модификацию не наблюдается, и размеры кристаллитов h BN уменьшаются медленнее по сравнению со смесями с композитом Fe/BN. ИК-спектроскопические исследования показали, что размеры исходных частиц h BN влияют на изменение надмолекулярной структуры полимера, при этом молекулы полимеров не разрушаются.

Изучено механохимическое формирование композитов Fe/TiB₂, W/TiB₂, Fe/B₄C и W/B₄C, которые могут использоваться для наполнения сверхвысокомолекулярного полиэтилена, применяемого для защиты от нейтронного и g-излучения. Механохимический синтез композитов проведен в планетарной шаровой мельнице с водяным охлаждением в атмосфере аргона. С помощью комплекca физико-химических методов (рентгенофазовый анализ, сканирующая электронная микроскопия, термический анализ) исследованы фазовый состав, структурные и морфологические характеристики композитов, а также их термическая устойчивость. Показано, что в процессе механической активации формируются композиты Fe/TiB₂, W/TiB₂, Fe/B₄C и W/B₄C, состоящие из частиц размерами 0.5-1.0 мкм, по форме близких к сферической, которые агломерированы в более крупные образования с размерами 30-50 мкм. Полученные композиты проявляют термическую стабильность в среде аргона при нагревании до ~800 °C.

Методом компьютерного моделирования рассмотрены структуры гликозидов, образующихся при взаимодействии полифенольного соединения кверцетина в качестве модельного агликона с аномером углевода на примерах D -глюкопиранозы и L -рамнопиранозы. Вероятность существования моделируемых структур оценивалась по энергии связывания (как изменение энергии системы) для различных вариантов соединения агликона и углевода. Предпочтительным типом образующихся структур является связывание 3,5,7-гидроксигруппы кверцетина с 1,4,6-гидроксигруппами D -глюкопиранозы или с 1,2,4-гидроксигруппами L -рамнопиранозы.

Исследована температурная зависимость образования двумерной кристаллической фазы AlN на поверхности (0001)Al₂O₃ под потоком аммиака. В температурной зависимости скорости процесса экспериментально обнаружены две области. В области относительно низких температур ( T < 940 °C) скорость образования AlN лимитируется химическими реакциями. Предложена кинетическая схема процесса, определены эффективные значения кинетических констант основных стадий процесса. При более высоких температурах ( T > 940 °C) образование упорядоченной фазы AlN определяется непрерывным двумерным фазовым переходом в решеточном газе образовавшихся на поверхности ячеек AlN. Для описания процесса предложена трехпараметрическая изотерма. Хорошее согласие между теоретическими и экспериментальными изотермами получено при следующих параметрах латерального взаимодействия между заполненными ячейками AlN в решеточном газе: E_i = 0.725 эВ - латеральное отталкивание соседних заполненных ячеек AlN; U = -0.725 эВ - энергия стабилизации, возникающая при образовании заполненной ячейки; V = 0.09 эВ - энергетические затраты для создания промежуточной метастабильной ячейки решеточного газа. Критическая температура фазового перехода однозначно определяется найденными параметрами латерального взаимодействия и составляет 795 °C. Наблюдаемый фазовый переход в решеточном газе AlN носит непрерывный характер, так как эксперименты проводились при температурах выше критической.

Материалы на основе диоксида церия находят применение в различных областях высокотехнологичной промышленности: от прецизионной полировки оптических стекол и получения высокопрочной керамики до использования их в качестве трехмаршрутных катализаторов в двигателях и биомиметиков в медицине. Вследствие широкого спектра практического применения таких материалов актуальна разработка метода получения диоксида церия с возможностью контроля его текстурных характеристик. В этой связи для синтеза выбран метод термического разложения, основное преимущество которого - возможность получения диоксида церия в виде псевдоморфозы, состоящей из наночастиц продукта и сохраняющей форму и размер кристаллов прекурсора - декагидрата оксалата церия (III). Разработаны методики выращивания кристаллов декагидрата оксалата церия (III) различного размера и габитуса, и определены условия получения псевдоморфозы. Выявлены факторы, которые оказывают влияние на текстурные характеристики диоксида церия. Показано, что при термическом разложении тонких (<20 мкм) пластин прекурсора с базальной гранью (010) на воздухе образуются прозрачные для видимого света псевдоморфозы, состоящие из связанных друг с другом наночастиц диоксида церия, в то время как более толстые кристаллы разрушаются параллельно грани (010) с блоком дробления около 10 мкм. Установлено, что увеличение давления паров воды при дегидратации прекурсора приводит к структурным изменениям, отличным от дегидратации на воздухе. При такой перестройке структуры происходит разрушение исходных кристаллов на блоки размером менее 5 мкм. В результате окислительного термолиза получена псевдоморфоза, состоящая из связанных друг с другом частиц диоксида церия размером 5-6 нм с удельной поверхностью 140-150 м²/г и пористостью 40 %. Контролируемый отжиг позволяет изменять микроструктуру путем укрупнения размеров наночастиц, составляющих псевдоморфозу.

Методами рентгенофазового, химического и термогравиметрического анализа, инфракрасной спектроскопии и электронной микроскопии исследовано взаимодействие оксида висмута (III) с растворами молочной кислоты. Определены условия образования лактата висмута состава BiC₉H₁₅O₉, и исследована его растворимость в растворе гидроксида аммония. Показано, что синтез лактата висмута состава BiC₉H₁₅O₉ целесообразно проводить путем взаимодействия оксида висмута с раствором молочной кислоты при молярном отношении лактат-ионов к висмуту (III), равном 3.0, и температуре процесса 55±3 °С, с последующей промывкой продукта изопропиловым спиртом. При обработке лактата висмута состава BiC₉H₁₅O₉ водным раствором гидроксида аммония получены растворы с концентрацией висмута 245-380 г/л, которые могут быть использованы для получения жидких висмут-лактатсодержащих лекарственных средств. Установлено, что в результате термического разложения лактата висмута может быть получен мелкокристаллический оксид висмута.