Fizika i himiâ stekla

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур Lu₄Te₄-oF8 (Fm-3m, V = 211.0 ų), Te₄Lu₂₈-oC32 (Cmcm, V = 908.3 ų), Lu₃(TeLu₃)Lu₂-hP9 (P-62m, V = 908.3 ų), Lu₆₆Te₂₄-mC90 (C12/m1, V = 2467.2 ų). Для кристаллической структуры Lu₄Te₄-oF8 установлены кластеры-прекурсоры K8 = 0@Te₄Lu₄ с симметрией -43m, для Te₄Lu₂₈-oC32 – тетраэдрические кластеры-прекурсоры K4 = 0@Lu₄ и K4 = 0@TeLu₃ с симметрией 2 и m, для Lu₃(TeLu₃)Lu₂ – кластеры-прекурсоры K7 = = 0@Lu₃(TeLu₃) с симметрией 3m и спейсеры Lu. Для кристаллической структуры Lu₆₆Te₂₄-mC90 установлены кластеры-прекурсоры в виде пирамиды K5 = 0@Lu₅ с симметрией 2, тетраэдры K4 = 0@Lu₄ с симметрией 2, тетраэдры K4 = 0@TeLu₃ и тетраэдры K4 = 0@Te₂Lu₂, и кольца K3 = 0@TeLu₂, участвуют в образование супракластеров-тримеров. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → → слой → каркас.

Изучено влияние показателя преломления n_D и средней дисперсии (n_F – n_C) на нелинейный показатель преломления лазерных и оптических стекол для активных элементов и элементов “белой оптики” мощных импульсных усилителей излучения. Показано, что нелинейный показатель преломления исследованных стекол не превысит предельно допустимого значения в 1.20 × 10^–13 см²/В², если их показатель преломления в зеленой (желтой) области спектра будет ниже 1.550, а средняя дисперсия – меньше 0.00820. При этом установлено, что нелинейный показатель преломления исследованных стекол практически линейно зависит как от показателя преломления, так и от средней дисперсии. Высказано предположение, что атермальные фосфатные кроны с нелинейным показателем преломления ниже указанного предельного значения могут служить основой для получения неодимовых стекол с низким нелинейным показателем.

Вязкость калиевоборатных расплавов измерена в интервале температур 918–1699 K с помощью вибрационного вискозиметра. Содержание оксида калия в расплавах варьировалось от 0.74 до 28.46 мол. %. С использованием конфигурационно-активационной модели рассчитаны параметры энергии активации вязкого течения стеклующихся расплавов (конфигурационная энергия активации (ε_h) и энергия переключения мостиковых кислородных связей (U_∞)) для двух температурных интервалов 918–1400 K и 1400–1699 K. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии определена температура стеклования (T_g) расплавов, построена концентрационная зависимость температуры стеклования от содержания оксида калия в расплаве.

Исследовано изменение резистивных характеристик свинцовосиликатных стекол после обработки в щелочных и кислотных растворах. Установлено, что химическая обработка стекол и, соответственно, заготовок микроканальных пластин влияет на высокотемпературную ионную проводимость при неизменной энергии активации электропроводности. Показано, что обработка стекол в растворах NaОH и HF способна значительно изменить электрическое сопротивление.

Произведена низкотемпературная термообработка стекла К-8 при температурах 350–500°С в щелочных расплавах солей NaNO₃ и CsNO₃ как в поле гамма-излучения источника ⁶⁰Со при мощности дозы 3000 Р/с, так и вне поля. Под влиянием терморадиационной обработки вследствие ионообменной диффузии ↔ в поверхностном слое стекла создавались механические сжимающие напряжения, которые приводили к формированию волноводного слоя заданной толщины, увеличению прироста показателя преломления, количества волноводных мод и глубины волноводного слоя.

Исследована механохимическая активация цеолитовых (клиноптилолитовой и клиноптилолит-стильбитовой) пород с кислыми солями – гидрофосфатом натрия, гидрофосфатом аммония, при соотношении исходных компонентов 1 : 1 мас. ч. в вибрационном истирателе ИВС-4 (1500 об./мин, 0.6 кВт, энергонапряженность 4 Вт/г, стальная размольная гарнитура). Методами инфракрасной спектроскопии, атомно-эмиссионной спектрометрии, рентгенофазового анализа, дифференциально-сканирующей калориметрии изучены структура, химический и фазовый состав, термическая устойчивость модифицированных солями цеолитовых образцов. Измерено удельное объемное сопротивление таблетированных образцов с использованием трехэлектродной схемы. Установлено, что электропроводность модифицированных гидрофосфатами натрия и аммония высококремнистых цеолитовых пород составляет 2.2 × 10^–6 до 2.4 × 10^–5 См м^–1 при 25°С. Показано, что механохимическая активация клиноптилолитовой и клиноптилолит-стильбитовой пород с гидрофосфатом натрия в виброистирателе при дозе подведенной механической энергии 2.4 кДж/г способствует повышению проводимости механоактивированных цеолитов в 140 и 470 раз при 25, в 30 и 490 раз при 100°С соответственно. Это позволяет рассматривать механохимическую активацию как перспективный метод повышения электрофизических свойств минеральных материалов.

Путем термообработки смесей исходных компонентов в виде тонкодисперсных порошков на воздухе получены композиционные материалы на основе дисилицида молибдена, бора и оксида алюминия. В ходе химических реакций формируется стеклообразующий расплав, капсулирующий исходные частицы порошков, что обеспечивает повышенную жаростойкость композиционного материала. Определено влияние температурно-временных параметров на фазовый состав и микроструктуру стеклокерамических композитов.

Предложен подход, способствующий уменьшению устойчивости кубической фазы селенида свинца путем термического окисления кислородом воздуха и его преобразование в упорядоченную моноклинную фазу селенита свинца. Проведен оценочный термодинамический анализ протекания возможных химических реакций окисления селенида свинца кислородом. Кинетика окисления селенида свинца кислородом воздуха исследована методами рентгеновского эмиссионного анализа, рентгеновской дифрактометрии, оптического отражения в инфракрасной области спектра, исследования проводимости на постоянном и переменном токах и ядерного магнитного резонанса. Для структуры PbSeO₃ оценен фактор устойчивости по Гольдшмидту и показано, что структура может быть отнесена к перовскитоподобной и обладать сегнетоэлектрическими свойствами.