Vol 60, No 3 (2024)

Изучено влияние дисперсности на магнитные свойства сплавов системы GaSb–MnSb, полученных вакуумно-ампульным методом при различных скоростях охлаждения. Методами Дебая–Шеррера, оптической и электронной микроскопии на двух составах (мол. %) – эвтектическом 59 GaSb–41 MnSb и заэвтектическом 30 GaSb–70 MnSb – показано, что с увеличением скорости кристаллизации от 0.1 до 60°С/с размеры кристаллитов MnSb уменьшаются в ⁓10 раз, при этом более интенсивное уменьшение размеров кристаллитов происходило для эвтектического состава. Размер кристаллитов MnSb определял магнитные свойства сплавов. Сплавы являлись ферромагнетиками, при этом с ростом дисперсности изменялся характер магнетосопротивления и повышалась температура Кюри. Для эвтектического состава при скорости кристаллизации 60°С/с изменялся знак магнетосопротивление, оно становилось отрицательным, что свидетельствовует о появлении спиновой поляризации в сплаве. Величина магнитного поля насыщения при этом составила 0.13 Тл. Температурная зависимость сопротивления имела линейный характер как в отсутствие, так и при наличии магнитного поля. Композиты, полученные при высоких скоростях охлаждения, обладали более высокой однородностью распределения фаз, что важно для применения в качестве прекурсоров при изготовлении спин-поляризованных гранулированных структур.

Представлен новый удобный и простой низкотемпературный синтез γ-сульфида лантана(III) (γ-La₂S₃). В расплаве тиоцианата натрия с добавлением небольшого количества KCN при температуре 350°С оксид лантана переходит в чистую кубическую фазу γ-La₂S₃, что подтверждается методом рентгеновской порошковой дифракции. Описываемый метод несложен в аппаратном оформлении и не требует применения высоких температур и вакуумного оборудования.

Предложена новая методика синтеза металлсодержащего пенографита, суть которой заключается в терморасширении смеси окисленного графита с нитратами металлов (Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺) и восстановителем (меламином). При термообработке смеси в инертной атмосфере азота при 900°С происходит образование пенографита, на поверхности которого находятся мелкодисперсные частицы того или иного металлического сплава (FeCo, FeNi, FeCoNi, CoNi). Полученные образцы пенографита характеризуются низкой насыпной плотностью (до 6 г/л) и высокими значениями намагниченности насыщения (до 41.2 эме/г).

Представлены результаты получения литых алюминидов железа из высококалорийных смесей термитного типа при атмосферном давлении на воздухе. В ходе синтеза изучены закономерности горения, полнота выхода синтезированных алюминидов железа в слиток и относительная потеря массы реагирующих компонентов смеси и конечных продуктов при горении. Проведено исследование химического, фазового составов и микроструктур, определены значения микротвердостей трех синтезированных литых однофазных алюминидов железа: Fe₃Al, Fe₂Al₅, FeAl.

Модифицированным методом упругой ленты (CI-NEB) рассчитаны энергии активации реакции H₂ с предадсорбированной на поверхности In₂O₃(011) молекулой кислорода с образованием молекулы воды в одном случае и гидроксильной группы в другом. При этом один гидроксил образуется в результате связывания ОН с поверхностным атомом металла, а другой – за счет связи водорода с решеточным кислородом. Вычисления показывают, что энергии активации этих реакций имеют близкие величины: 0.99 и 0.98 эВ, однако термодинамически выгодным является гидроксилирование поверхности.

Описаны различные методы синтеза индий танталата свинца: синтез Pb₂InTaO₆ из оксидов без использования стабилизирующих добавок; обжиг образцов от 2 до 8 ч и закалка образцов; горячее прессование; синтез с использованием предварительно синтезированного при разных температурах прекурсора InTaO₄; синтез Pb₂InTaO₆, стабилизированного оксидом бора. Изучено влияние механоактивации на синтез индий танталата свинца и на формирование перовскитной и пирохлорной фаз как в процессе механохимического синтеза, так и при последующем обжиге. Показано, что определяющим фактором для синтеза является выбор условий подготовки шихты для спекания. Проведено сравнение различных способов такой подготовки, отличающихся порядком механической активации и условиями введения компонентов. Установлены оптимальные условия, позволяющие получить пьезокерамику с наибольшим количеством фазы перовскита и максимальной плотностью.

Методом оптической спектроскопии исследовано пропускание многокомпонентных стекол системы TeO₂–ZnO–Bi₂O₃, легированных ионами никеля(2+). В спектрах присутствуют три интенсивные полосы поглощения с максимумами при 0.43, 0.80 и 1.32 мкм. Для данной стеклообразной матрицы, содержащей заданное количество Ni²⁺, рассчитан удельный коэффициент поглощения, который на длине волны 0.80 мкм равен 15.9 ± 1.3 см⁻¹/мас. %. Также установлена его спектральная зависимость во всем диапазоне прозрачности стекла и оценен интегральный коэффициент поглощения в интервале волновых чисел от 3600 и до 16500 см⁻¹, равный 10.6 ± 0.5 см⁻²/ppm.

Изучено влияние введения 15 мас. % спекающих добавок на твердость и пористость керамики Al₂O₃–3YSZ. Спекающую добавку в виде порошков α-Al₂O₃ синтезировали методом сжигания нитратов алюминия или Solution Combustion Synthesis (SCS) с использованием органических восстановителей глицина и мочевины. Замечено, что использование не разрушенных после SCS агрегатов субмикронных частиц оксида алюминия не позволяет получить высокоплотную керамику. После спекания при 1550°C керамические образцы имеют относительную плотность от 75 до 85% из-за значительной закрытой пористости. Значения микротвердости образцов варьируются от 1 до 11.1 МПа и коррелируют с изменениями плотности и пористости керамики. Для образца сравнения с добавкой оксида алюминия “ч.” достигнута максимальная относительная плотность 98% при отсутствии закрытой пористости.

В работе представлены результаты по напылению металлокерамических покрытий с использованием композиционных порошков титан/диборид гафния. Композиционные порошки синтезировались методом высокоэнергетического механосинтеза. В качестве исходных компонентов использовали порошок титана марки ПТОМ-1 в качестве матричного и порошок диборида гафния как армирующий. У композиционных порошков были исследованы морфология и фракционный состав. При исследовании морфологии было выявлено, что с увеличением содержания армирующего компонента в смеси для механосинтеза возрастает количество внедренных частиц диборида гафния на поверхности порошка титана. Определение фракционного состава показало, что максимальная объемная доля частиц находится в диапазоне 7–10% и соответствует размеру 10–60 мкм. На основе покрытий, сформированных в результате напыления, были изготовлены поперечные микрошлифы, у которых было определено значение микротвердости. РЭМ-изображения показали, что с увеличением содержания диборида гафния в исходных смесях возрастает его количество в напыляемых покрытиях. На всех исследуемых микрошлифах покрытие плотно прилегает к материалу подложки, сквозные поры отсутствуют. При увеличении содержания диборида гафния от 10 до 60 мас. % пропорционально растет микротвердость При 60 мас. % диборида гафния в композиционном порошке Ti/HfB₂ зарегистрировано максимальное значение микротвердости 1076 HV.

Известные вычислительные реализации экстремального принципа химической термодинамики, используемые для анализа равновесной плазмы [1], распространены на описание стационарно-неравновесных состояний низкотемпературной плазмы (НТП) на основе физической модели энергетической избыточности частично независимых подсистем (электронной и колебательной) с температурами Т_e и Т_v относительно Т. На статистическом уровне введены “многотемпературные” функции компонентов НТП, которые в рамках метода минимизации энергии Гиббса позволяют прогнозировать условия образования конденсированных веществ (материалов) из НТП. Результаты моделирования состава поддерживаемой СВЧ-излучением гиротрона неизотермической плазмы в смеси CO₂ + Ar с использованием экспериментально найденной электронной температуры Т_e = 0.7 эВ = 8120 К подтверждают достигнутую на практике 30%-ную степень конверсии CO₂ при Т = 1900 К, что на 700 К снижает температуру разложения CO₂ в сравнении с расчетом термической плазмы. Проверено совпадение рассчитанного состава плазмы с экспериментом, выявлено влияние плазмообразующего газа Ar на характеристики плазмы и условия разложения CO₂, а также предсказано отсутствие конденсированного углерода в продуктах его разложения.