Volume 60, Nº 5 (2024)

Представлены результаты теоретического исследования электронного строения ряда Cd-замещенных клатратов на основе кремния. Расчет проводился методом линеаризованных присоединенных плоских волн. В результате расчета была получена зонная структура, полные и парциальные плотности электронных состояний. Проведен анализ влияния количества замещающих атомом кадмия и их кристаллографической позиции в элементарной ячейке на электронно-энергетический спектр клатратов.

Исследовано влияние термообработки в окислительной среде и в вакууме на свойства карбидокремниевого волокна отечественного производства. Исходные и прогретые в вакууме и на воздухе волокна были исследованы комплексом физико-химических методов, включая сканирующую электронную микроскопию, КР- и ИК-спектроскопию, рентгенофазовый анализ. Изучена кинетика окисления волокна на воздухе в интервале 900–1000 °С. Энергия активации реакции окисления составила 72.0 ± 7.8 кДж/моль. Определены прочность на растяжение исходных и прошедших термообработку в разных средах волокон. Установлено, что термообработка в вакууме и окислительной среде приводит к существенной деградации свойств волокна.

Получена полиметаллическая дисперсная система Fe–Ni–Co–Cu в водном растворе хлоридов металлов с использованием гальванического замещения дисперсным алюминием. Рентгенофлуоресцентным и рентгенофазовым методами определены элементный и фазовый составы полученных порошков. Установлено, что содержание элементных металлов (Fe, Ni, Co, Cu) в осадке достигает 98 мас.%. По данным рентгеновской дифрактометрии рассчитаны размеры областей когерентного рассеяния (~20 нм) и параметры элементарных ячеек. Частицы характеризуются как сферические микроразмерные каркасные структуры (~75 мкм) с большим количеством зародышей размером 50-60 нм.

Галогениды щелочных металлов находят применение в качестве теплоаккумулирующих материалов, электролитов для химических источников тока, растворителей неорганических веществ. Важное значение для построения фазовых диаграмм тройных и многокомпонентных систем имеет моделирование по элементам огранения. С применением программ трехмерной векторной графики построена 3D-модель фазовых равновесных состояний квазитройной системы LiF–NaF–KBr, являющейся стабильным треугольником четырехкомпонентной взаимной системы Li⁺,Na⁺,K⁺||F^-,Br^-. На основе 3D-модели впервые построены политермические, изотермические разрезы и политерма кристаллизации фаз. На двух политермических разрезах доказано наличие областей граничных твердых растворов на основе фторида натрия, областей расслоения двух жидких фаз, а также показана последовательность кристаллизующихся фаз. На изотермическом разрезе при 620 ^оС разграничены поля жидкой фазы и сосуществующих двух и трех фаз. Политерма представлена тремя полями кристаллизации: граничного твердого раствора на основе фторида натрия, бромида калия и фторида лития, в котором очерчена область расслаивания двух жидких фаз. Стабильный характер треугольника LiF–NaF–KBr подтвержден термодинамическим расчетом для нескольких температур взаимодействия смесей веществ, входящих в нестабильный треугольник LiBr–NaF–KF. Политерма кристаллизации позволяет выбрать смеси в диапазоне температур 625–650 и 625–700 ^оС для практического использования в качестве расплавляемых электролитов среднетемпературных химических источников тока и в качестве расплавов-растворителей неорганических веществ.

Методом вертикальной направленной кристаллизации (Бриджмена) выращен монокристалл гетеровалентного твердого раствора Pb_1−xSc_xF_2+x (х = 0.1 по шихте) со структурой флюорита, проведены исследования его фазового и элементного состава, определены кристаллографические параметры и изучена взаимосвязь тепло- и электропроводности. Состав твердого раствора изменяется от x = 0.08 в нижней части (в конусе) до 0.095 в верхней части кристалла. Обнаружено, что выращенный кристалл Pb_1−xSc_xF_2+x обладает низкой теплопроводностью (k = 0.7 Вт/(мK) при 300 K), нетипичным для кристаллического состояния “стеклообразным” поведением теплопереноса, высокой фторионной электропроводностью (σ_dc = 0.012 См/м при 293 K) и невысокой энтальпией активации ионного переноса (ΔH_s = 0.378 ± 0.005 эВ).Такое поведение тепло- и электропроводности твердого раствора Pb_1−xSc_xF_2+x обусловлено структурным разупорядочением фторной подрешетки, сохраняющимся при комнатной температуре, в результате гетеровалентных замещений катионов Pb²⁺ на Sc³⁺. Проведено сравнение тепло- и электропроводящих свойств монокристаллов двухкомпонентных твердых растворов Pb_1−xSc_xF_2+x, Pb_1−xCd_xF₂ (тип CaF₂) и однокомпонентных фторидов β-PbF₂ (тип CaF₂), ScF₃ (тип ReO₃).

Исследованы смачивание и работа адгезии расплава стекла Ge₂₈Sb₁₂Se_{60 к} нержавеющей стали марок AISI 201 и AISI 430 с обычной и азотированной поверхностями, титану и сплаву на основе карбида вольфрама ВК8 в интервале температур 480–530 °С. Установлено, что азотирование поверхности нержавеющей стали приводит к уменьшению работы адгезии халькогенидных расплавов к поверхности нержавеющей стали в 2–3 раза. Среди всех рассмотренных конструкционных материалов максимальная работа адгезии расплава стекла Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀ наблюдается к нержавеющей стали марки AISI 201, минимальная – к азотированной стали AISI 430.

Композиты на основе полиметилметакрилата (ПММА), солей свинца и европия состава ПММА/Pb(CF₃COO)₂ и ПММА/Pb(CF₃COO)₂, Eu(CF₃COO)₃ синтезированы отверждением растворов на основе метилметакрилата (ММА) радикальной термической полимеризацией ММА в блоке. Показано линейное увеличение показателя преломления растворов ММА+Pb(CF₃COO)_{2 и} плотности полимерных композитов ПММА/Pb(CF₃COO)₃ с увеличением концентрации соли свинца до 83 мас.% (40 мас.% в пересчете на элементный свинец). Оптическая прозрачность композитов при длинах волн >450 нм при предельных концентрациях свинца и европия достигает 90 % для образцов толщиной до 5 мм. Свинцовый эквивалент при концентрации Pb(II) 40 мас.% равен 0.010. Фотолюминесценция композитов ПММА/Pb(CF₃COO)₂, Eu(CF₃COO)₃ связана с электронными переходами в ионах Eu³⁺ с метастабильного ⁵D₀-электронного уровня энергии на ⁷F_j-подуровни основного электронного уровня. Показано влияние свинца(II) и европия(III) на свойства матрицы, а также влияние матрицы и Pb(II) на спектрально-люминесцентные свойства европия(III).