ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2022, №2

Тиксотропный полимерцементный бетон: моделирование, исследование, применение


В. А. Полуэктова, Н. А. Шаповалов


Описаны методы, используемые в настоящее время для измерения тиксотропных свойств бетона. Дано теоретическое обоснование процесса тиксотропии с точки зрения коллоидной химии с использованием суммарной кривой потенциальной энергии взаимодействия между частицами. Обоснован выбор математической модели для аппроксимации экспериментальных результатов. Представлена наиболее простая и адекватная модель тиксотропии полимерцементного бетона (ПЦ-бетона) для строительной печати и самоуплотняющегося литого бетона. Используемая модель Русселя согласуется с результатами исследователей цементных бетонных смесей, которые можно найти в литературе, и с предложенной классификацией бетона по скорости флокуляции Athix. Полученные экспериментально реологические кривые для высококонцентрированных полимерцементных дисперсий на конкретном лабораторном реометре “Реотест 2.1” соотнесены с предсказаниями тиксотропной модели. Описана возможность применения данной модели для послойного нанесения бетона при использовании аддитивных технологий. Показано, что для отливаемых элементов конструкции из литого самоуплотняющегося бетона возможно использование нетиксотропного бетона (низкая скорость флокуляции), но для строительной печати необходим тиксотропный или высокотиксотропный бетон (высокая скорость флокуляции). Полимерцементный бетон с отношением составляющих П/Ц = 0,1 представлен как наиболее адаптированный материал для использования в строительных аддитивных технологиях. Достижение требуемых свойств обусловлено повышением тиксотропных свойств при одновременном увеличении адгезии между слоями.


Ключевые слова: полимерцементный бетон, дисперсия, реология, модель тиксотропии, флокуляция.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-5-16

Полуэктова Валентина Анатольевна — Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, Белгород, ул. Костюкова, 46), кандидат технических наук, доцент, специалист в области химического модифицирования высококонцентрированным минеральных и полимерминеральных дисперсий. E-mail: val.po@bk.ru.

Шаповалов Николай Афанасьевич — Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, Белгород, ул. Костюкова, 46), доктор технических наук, профессор, специалист в области химического модифицирования минеральных строительных композиций.

Полуэктова В.А., Шаповалов Н.А. Тиксотропный полимерцементный бетон: моделирование, исследование, применение. Перспективные материалы, 2022, № 2, с. 5 – 16. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-5-16

 

Стабильность неразъемного соединения
из жаропрочных деформируемого никелевого
и литейного интерметаллидного сплавов,
полученного сваркой давлением в условиях
сверхпластичности (Часть II)


О. А. Базылева, В. А. Валитов, Э. Г. Аргинбаева,
Н. С. Дмитриев, А. Н. Раевских, Э. В. Галиева


Исследованы сварные соединения литейного интерметаллидного монокристаллического рений содержащего сплава ВКНА-25 с кристаллографической ориентацией [001] и деформируемого дискового жаропрочного никелевого сплава марки ЭП975, проведённое по междендритным областям монокристаллического сплава, а также в зависимости от параметров сварки давлением в условиях сверхпластичности и влияния стандартной для дискового жаропрочного никелевого сплава термической обработки с регламентированным охлаждением из однофазной области. Представлены результаты микрорентгеноспектрального анализа в зоне твёрдофазного соединения (ТФС) и на расстояниях до 140 мкм от этой зоны в сравнении с исходным химическим составом сплавов. Установлено, как в образцах до термической обработки, так и в термообработанных образцах в зоне ТФС сварных образцов ЭП975//ВКНА-25, а также вблизи от этой околошовной зоны не наблюдается выделений топологически плотноупакованных (ТПУ) фаз. Баланс легирования лучше сохраняется в деформируемом дисковом никелевом сплаве ЭП975, что является закономерным, поскольку деформация в условиях сверхпластичности проходит за счёт дискового жаропрочного сплава, а в литейном монокристаллическом материале проходят только диффузионные процессы. Получение качественного неразъёмного соединения из сплавов на основе никеля ЭП975//ВКНА-25, что актуально применительно к конструкции типа “блиск”, осуществимо в процессе сварки давлением в условиях сверхпластичности (реализуется только в деформируемом мелкозернистом дисковом сплаве ЭП975). При этом лопаточный интерметаллидный сплав ВКНА-25 сохраняет термически стабильную монокристаллическую структуру.


Ключевые слова: литейный интерметаллидный монокристаллический, деформируемый дисковый, жаропрочный, электронная концентрация, твердофазное соединение, баланс легирования.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-17-28

Базылева Ольга Анатольевна — Всероссийский Институт Авиационных Материалов (ФГУП “ВИАМ” ГНЦ РФ, Москва, 105005, ул. Радио, 17), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, cпециалист в области интерметаллидных сплавов на основе соединения Ni3Al. E-mail: intermetallidbaz@gmail.com.

Валитов Венер Анварович — Институт проблем сверхпластичности металлов РАН (450001, Уфа, ул. С. Халтурина, 39), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, cпециалист в области материаловедения и технологий деформационной обработки жаропрочных никелевых сплавов. E-mail: Valitov_VA@mail.ru.

Аргинбаева Эльвира Гайсаевна — Всероссийский Институт Авиационных Материалов (ФГУП “ВИАМ” ГНЦ РФ, Москва, 105005, ул. Радио, 17), кандидат технических наук, начальник сектора, специалист в области интерметаллидных сплавов на основе Ni3Al. E-mail: elargin@mail.ru.

Дмитриев Никита Сергеевич — Всероссийский Институт Авиационных Материалов (ФГУП “ВИАМ” ГНЦ РФ, Москва, 105005, ул. Радио, 17), инженер лаборатории, специалист в области интерметаллидных сплавов на основе Ni3Al. E-mail: superalloys3@gmail.com.

Раевских Антон Николаевич — Всероссийский Институт Авиационных Материалов (ФГУП “ВИАМ” ГНЦ РФ, Москва, 105005, ул. Радио, 17), инженер
2 категории, специалист в области металлофизических исследований. E-mail: Raevskih_anton@me.com.

Галиева Эльвина Венеровна — Институт проблем сверхпластичности металлов РАН (450001, Уфа, ул. С. Халтурина, 39), младший научный сотрудник, cпециалист в области материаловедения и сварки давлением жаропрочных никелевых сплавов. E-mail: galieva_elvina_v@mail.ru.

Базылева О.А., Валитов В.А., Аргинбаева Э.Г., Дмитриев Н.С., Раевских А.Н., Галиева Э.В. Стабильность неразъемного соединения из жаропрочных деформируемого никелевого и литейного интерметаллидного сплавов, полученного сваркой давлением в условиях сверхпластичности (Часть II). Перспективные материалы, 2022, № 2, с. 17 – 28. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-17-28

 

Новый метод получения ZnSb и Zn4Sb3


Л. Д. Иванова, Ю. В. Гранаткина, И. Ю. Нихезина,
А. Г. Мальчев, М. И. Залдастанишвили, С. П. Криворучко,
В. В. Новиньков, Е. Р. Щедров


Разработан метод синтеза соединений ZnSb и β-Zn4Sb3, с использованием быстрой кристаллизации расплава на вращающемся диске (спиннингование расплава) для получения порошков. Исследованы микроструктура и термоэлектрические свойства образцов, полученных горячим прессованием порошков, приготовленных данным методом. Микроструктура, сколы и состав образцов изучали методами оптической и растровой электронной микроскопии. Установлена наноразмерная структура зерен полученных материалов. Измерены термоэлектрические параметры образцов: коэффициент Зеебека, удельная электропроводность и теплопроводность в интервале температур 300 – 700 К. Рассчитан коэффициент термоэлектрической добротности. Наибольшую добротность (ZТ = 0,8 при 600 К) имели горячепрессованные образцы β-Zn4Sb3.


Ключевые слова: спиннингование расплава, горячее прессование, микроструктура, термоэлектрические свойства.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-29-38

Иванова Лидия Дмитриевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области материаловедения полупроводников, технологий получения и исследования термоэлектрических материалов. E-mail: ivanova@imet.ac.ru.

Гранаткина Юлия Валерьевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области материаловедения полупроводников и исследования свойств термоэлектрических материалов. E-mail: granat@imet.ac.ru.

Нихезина Ирина Юрьевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области материаловедения полупроводников и исследования свойств термоэлектрических материалов. E-mail: nihezina@imet.ac.ru.

Мальчев Алексей Григорьевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), младший научный сотрудник, специалист в области материаловедения полупроводников и исследования свойств термоэлектрических материалов. E-mail: malchev@imet.ac.ru.

Залдастанишвили Мераб Иванович — Сухумский физико-технический институт Академии наук Абхазии (384990, Сухум, Синоп, Кодорское шоссе, 665), заместитель начальника лаборатории; ООО “Эра-Исток” (384990, Сухум, Синоп, Кодорское шоссе, 665), специалист в области физики и технологии термоэлектрических материалов. E-mail: sfti-era@mail.ru.

Криворучко Сергей Прокофьевич — Сухумский физико-технический институт Академии наук Абхазии (384990, Сухум, Синоп, Кодорское шоссе, 665), начальник лаборатории; ООО “Эра-Исток” (384990, Сухум, Синоп, Кодорское шоссе, 665), специалист в области физики и технологии термоэлектрических материалов. E-mail: sfti-era@mail.ru.

Новиньков Владимир Викторович — Сухумский физико-технический институт Академии наук Абхазии (384990, Сухум, Синоп, Кодорское шоссе, 665), инженер лаборатории; ООО “Эра-Исток” (384990, Сухум, Синоп, Кодорское шоссе, 665), специалист в области физики и технологии термоэлектрических материалов. E-mail: sfti-era@mail.ru.

Щедров Евгений Ревазович — ООО “Эра-Исток” (384990, Сухум, Синоп, Кодорское шоссе, 665), заместитель начальника лаборатории; специалист в области физики и технологии термоэлектрических материалов. E-mail: sfti-era@mail.ru.

Иванова Л.Д., Гранаткина Ю.В., Нихезина И.Ю., Мальчев А.Г., Залдастанишвили М.И., Криворучко С.П., Новиньков В.В., Щедров Е.Р. Новый метод получения ZnSb и Zn4Sb3. Перспективные материалы, 2022, № 2, с. 29 – 38. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-29-38

 

Температурные зависимости
упругих модулей Юнга
и внутреннего трения 12 %-х хромистых
ферритно-мартенситных сталей ЭК-181
и ЭП-823 с разными режимами
термообработки


К. А. Мороз, В. М. Чернов, М. В. Леонтьева-Смирнова,
Е. М. Можанов


Методом динамической механической спектроскопии в низкочастотном диапазоне
(0,5 – 30,0 Гц) и температурном интервале 25 – 400 °С исследованы упругие (модули Юнга) и релаксационные (амплитудно-независимое внутреннее трение) свойства ферритно-мартенситных 12 %-х хромистых сталей — малоактивируемой ЭК-181 (Fe – 12 Cr – 2 W – V – Ta – B) и ЭП-823 (Fe – 12 Cr – Mo – W – Si – V – W – Nb) в зависимости от режимов термических обработок (ТТО — традиционной, КТО — комбинированной). Определены температурные, частотные и амплитудные зависимости модулей Юнга и внутреннего трения. Не наблюдается частотной и амплитудной зависимости упругих модулей. Значения модулей Юнга сталей зависят от режимов их термообработок (ТТО, КТО) и для стали ЭК-181 всегда больше, чем для стали ЭП-823. Упругие модули сталей всегда выше их значений для α-Fe. Температурные зависимости (спектры) внутреннего трения в сталях для разных режимов их термических обработок и при разных частотах практически монотонно увеличиваются с ростом температуры. Релаксационные пики практически отсутствуют (в пределах точности измерений), что определяет практическое отсутствие твёрдых растворов внедрения (C, O, N) в исследованных сталях.


Ключевые слова: ферритно-мартенситные 12 %-е хромистые стали ЭК-181 и ЭП-823, термические обработки, динамическая механическая спектроскопия, микроструктура, модули Юнга, внутреннее трение, температурные, частотные и амплитудные характеристики, твёрдорастворные концентрации C, O, N.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-39-47

Мороз Кирилл Андреевич — АО Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (АО “ВНИИНМ”, 123098, Москва, ул. Рогова, 5а), инженер-технолог, специалист в области физики твёрдого тела, материаловедения и динамической механической спектроскопии. E-mail: kirill.moroz.92@mail.ru.

Чернов Вячеслав Михайлович — АО Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (АО “ВНИИНМ”, 123098, Москва, ул. Рогова, 5а), доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник; НИЯУ “МИФИ” (115409, Москва, Каширское шоссе, 31), профессор; специалист в области физики твёрдого тела и материаловедения. E-mail:
soptimizmom@mail.ru, VMChernov@mephi.ru.

Леонтьева-Смирнова Мария Владимировна — АО “Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара” (АО “ВНИИНМ”, 123098, Москва, ул. Рогова, 5а), кандидат технических наук, доцент, начальник отдела, специалист в области материаловедения и технологии материалов. E-mail:
MVLeontieva-Smirnova@bochvar.ru.

Можанов Евгений Михайлович — АО Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (АО “ВНИИНМ”, 123098, Москва, ул. Рогова, 5а), старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения и технологий обработки сталей. E-mail: EMMozhanov@bochvar.ru.

Мороз К.А., Чернов В.М., Леонтьева-Смирнова М.В., Можанов Е.М. Температурные зависимости упругих модулей Юнга и внутреннего трения 12 %-х хромистых ферритно-мартенситных сталей ЭК-181 и ЭП-823 с разными режимами термообработки. Перспективные материалы, 2022, № 2, с. 39 – 47. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-39-47

 

Электроконтактный материал
на основе медного порошка,
плакированного Fe – Cu псевдосплавом


А. Г. Мейлах, Ю. В. Концевой, Э. Ю. Гойда,
 А. Б. Шубин


Методами прессования, прокатки и спекания создан композиционный материал (КМ) на основе медного порошка, плакированного Fe – Cu псевдо-сплавом (ПС), для рабочего слоя двухслойных разрывных электроконтактов. Дугогасящим компонентом служил порошок активированного угля (СА) с удельной поверхностью 1000 м2/г, а в качестве дополнительных компонентов применяли также высокодисперсные порошки Al2O3, Fe2Al5 и Fe. Установлены экспериментальные линейные зависимости проводимости и твёрдости композитов на основе меди от концентрации отдельных функциональных добавок: СА, ПС, Al2O3и Fe2Al5. С добавлением смесей этих компонентов получены КМ для рабочего слоя контакта (в масс. %) — 97 % Cu+1 % СА+2 % ПС и 97,5 % Cu+1 % СА + 0,5 % ПС + 1 % Al2O3соответственно c характеристиками: электросопротивление — 3,2 и 4,5 мкОм·см, твёрдость НВ —1030 и 790 МПа. При заданной проводимости двухслойного контакта, составляющей ≥ 75 % от проводимости меди, рассчитана зависимость максимально допустимого удельного сопротивления рабочего слоя (ρКМ) от соотношения его толщины и толщины медного слоя. Характеристики КМ состава 97 % Cu + 1 % СА + 2 % ПС позволяют создать электроконтакт с соотношением толщины рабочего и медного слоя — 1:1.


Ключевые слова: порошок, композиционный материал, разрывной электроконтакт, рабочий слой, спекание, прокатка, электромеханические свойства.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-1-48-54

Мейлах Анна Григорьевна — Институт металлургии Уральского отделения РАН (620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), доктор технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области порошкового материаловедения, синтеза металлических и композиционных порошков и материалов, активированного спекания. E-mail: meilach_imet@mail.ru.

Концевой Юрий Васильевич — Институт металлургии Уральского отделения РАН (620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области структуры, физико-химических и механических свойств композиционных материалов при воздействии деформационных, термических и динамических нагрузок. Е-mail: kuv.45@mail.ru.

Гойда Эдуард Юрьевич — Институт металлургии Уральского отделения РАН (620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области физической химии композиционных материалов на основе расплава меди.

Шубин Алексей Борисович — Институт металлургии Уральского отделения РАН (620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101), доктор химических наук, заведующий лабораторией, специалист в области химической термодинамики, структуры металлических расплавов, сплавов, редких и рассеянных элементов: скандий, галлий. Е-mail: fortran@list.ru.

Мейлах А.Г., Концевой Ю.В., Гойда Э.Ю., Шубин А.Б. Электроконтактный материал на основе медного порошка, плакированного Fe – Cu псевдосплавом. Перспективные материалы, 2022, № 2, с.  48 – 54. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-1-48-54

 

Синтез высокотемпературной
керамики на основе карбида гафния
 с применением подхода окислительного конструирования


Г. П. Кочанов, И. А. Ковалев, А. И. Огарков,
С. В. Шевцов, А. А. Коновалов, А. А. Ашмарин,
А. В. Шокодько, А. И. Ситников, С. С. Стрельникова,
А. С. Чернявский, К. А. Солнцев


Прямой карбидизацией гафниевого проката в углеводородной атмосфере синтезирована керамика на основе карбида гафния заданной формы. Избыток углерода, образующийся в результате высокотемпературного пиролиза углеводородов, формирует на поверхности керамического карбида гафния легко отделяемый слой, состоящий из графита с примесью аморфного углерода. Окончательное формирование керамики происходит при температуре 2400 °С в атмосфере аргона. Охарактеризован фазовый состав, а также структура синтезированной керамики.


Ключевые слова: карбид гафния, карбидизация, окислительное конструирование, керамика, тугоплавкий материал.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-55-61

Кочанов Герман Петрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), младший научный сотрудник, специалист в области материаловедения и неорганической химии. E-mail: guerman-v@yandex.ru.

Ковалев Иван Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения и неорганической химии. E-mail: vankovalskij@mail.ru.

Огарков Александр Игоревич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), младший научный сотрудник, специалист в области неорганической химии и материаловедения. E-mail: ogarkov_al@rambler.ru.

Шевцов Сергей Владимирович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Лениский пр. 49), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: shevtsov_sv@mail.ru.

Коновалов Анатолий Анатольевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области материаловедения и неорганической химии. E-mail: ak357@rambler.ru.

Ашмарин Артем Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области рентгенофазового анализа и материаловедения. E-mail: ashmarin_artem@list.ru.

Шокодько Александр Владимирович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: shokodjko@rambler.

Ситников Алексей Игоревич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр. 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области неорганической химии и материаловедения. E-mail: alexei.sitnikov@gmail.com.

Стрельникова Светлана Сергеевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр. 49), кандидат технических наук, специалиств в области неоргинической химии и материаловедения. E-mail: Strelnikova9372@gmail.com.

Чернявский Андрей Станиславович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр. 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области неорганической химии и материаловедения. E-mail: andreych_01@mail.ru.

Солнцев Константин Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр. 49), доктор химических наук, профессор, академик РАН, научный руководитель ИМЕТ РАН, специалист в области неорганической химии и материаловедения. E-mail: imet@imet.ac.ru.

Кочанов Г.П., Ковалев И.А., Огарков А.И., Шевцов С.В., Коновалов А.А., Ашмарин А.А., Шокодько А.В., Ситников А.И., Стрельникова С.С., Чернявский А.С., Солнцев К.А. Синтез высокотемпературной керамики на основе карбида гафния с применением подхода окислительного конструирования. Перспективные материалы, 2022, № 2, с. 55 – 61. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-55-61

 

Генератор плазмы стримерного разряда


В. С. Сысоев, М. Ю. Наумова, Ю. А. Кузнецов,
А. И. Орлов, Д. И. Сухаревский,
 Л. М. Макальский, А. В. Кухно


Разработан наносекундный высоковольтный генератор низкотемпературной плазмы на основе объемного стримерного разряда. Описана его конструкция, принципиальная электрическая схема. Плазма формируется в высоковольтном трехэлектродном промежутке, один из электродов которого находится под плавающим потенциалом. Формирование плазмы происходит в момент срабатывания специального коммутатора, который соединяет электрод с плавающим потенциалом, предварительно заряженным положительными стримерами (развивающимися с коронирующего электрода), с заземленным электродом. Работа генератора в импульсно-периодическом режиме значительно упрощает его применение в экспериментальных исследованиях и электротехнологиях. Приведены электрические характеристики и параметры излучения стримерной плазмы в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах. Рассмотрен пример конкретного применения электроразрядной технологии плазмы для решения задач очистки воды от ионов металлов (на примере марганца). Описано использование низкотемпературной плазмы стримерного разряда для экспериментальных исследований в области распространения сверхвысокочастотного (СВЧ) сигнала в ионизованной области атмосферы (модели грозовой ячейки).


Ключевые слова: низкотемпературная плазма стримерного разряда, высоковольтный генератор плазмы, электроразрядная технология очистки водных растворов, электрические характеристики коронного стримерного разряда, излучение стримеров в оптическом, ультрафиолетовом и радиодиапазоне.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-62-69

Сысоев Владимир Степанович — Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина (ВНИЦ 900, 143502, Истра, Заводская, 5), кандидат технических наук, руководитель группы ультравысоких напряжений, специалист в области импульсной техники, экологии, оптики аэрозолей, молниезащиты, физики молнии. E-mail: v.s.sysoev@vniitf.ru, syssoev467@mail.ru.

Наумова Мария Юрьевна — Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина (ВНИЦ 900, 143502, Истра, Заводская, 5), инженер, специалист в области радиотехники, физики газового разряда. E-mail: vladis5349@mail.ru.

Кузнецов Юрий Александрович — Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина (ВНИЦ 900, 143502, Истра, Заводская, 5), специалист в области радиотехники, радиофизики, газового разряда. E-mail: kuznec@inbox.ru.

Орлов Алесандр Иванович — Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина (ВНИЦ 900, 143502, Истра, Заводская, 5), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области техники высоких напряжений. E-mail: a.i.orlov42@vniitf.ru.

Сухаревский Дмитрий Иванович — Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина (ВНИЦ 900, 143502, Истра, Заводская, 5), старший научный сотрудник, специалист в области техники высоких напряжений. E-mail: dimsuch@mail.ru.

Макальский Леонид Михайлович — Национальный исследовательский университет “МЭИ” (111250, Россия, Москва, ул. Красноказарменная, 14, стр. 1), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области инженерной экологии, техники высоких напряжений. E-mail: mak1306@mail.ru.

Кухно Андрей Валентинович — Национальный исследовательский университет “МЭИ” (111250, Россия, Москва, ул. Красноказарменная, д.14, стр.1), аспирант, специалист в области техники высоких напряжений. E-mail: avkuhno@mail.ru.

Сысоев В.С., Наумова М.Ю., Кузнецов Ю.А., Орлов А.И., Сухаревский Д.И., Макальский Л.М., Кухно А.В. Генератор плазмы стримерного разряда. Перспективные материалы, 2022, № 2, с. 62 – 68. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-62-69

 

Исследование примесного состава
изотопно обогащенного германа 70GeH4
методом хромато-масс-спектрометрии


А. Ю. Созин, В. А. Крылов, О. Ю. Чернова,
Т. Г. Сорочкина, A. Д. Буланов, О. Ю. Трошин,
С. А. Адамчик, А. Ю. Лашков


Методом хромато-масс-спектрометрии впервые проведено исследование примесного состава изотопно обогащенного германа 70GeH4. Для разделения примесей использовали капиллярные адсорбционные колонки GS-GasPro 60 м × 0,32 мм с силикагелем в качестве сорбента, GS-CarbonPLOT 25 м ´ 0,32 мм ´ 0,25 мкм с углеродным сорбентом и 25 м ´ 0,26 мм, df = 0,25 мкм с сорбентом политриметилсилилпропином. Показано, что их применение позволяет достичь высокого разрешения хроматографируемых веществ. Идентификацию примесей осуществляли сравнением их масс-спектров с данными библиотеки NIST (National Institute of Standards and Technology). В германе определены газы, входящие в состав атмосферы, углеводороды С1 – С7, хлорсодержащие и кислородсодержащие углеводороды, серосодержащие вещества, гомологи и алкилпроизводные германа. Среди них большой набор ранее не определяемых веществ. В результате изучения состава их масс-спектров впервые получены и описаны отсутствующие в литературных источниках масс-спектры примесей 70GeC3H10 и 70GeC4H12. Определены концентрации примесей в высокочистом германе, а также их распределение по фракциям, выделенным в ходе его ректификационной очистки. Пределы обнаружения установленных веществ составили 2·10–7 – 1·10–4 мол. %.


Ключевые слова: изотопно обогащенный герман, идентификация, примеси, масс-спектры, хромато-масс-спектрометрия.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-70-82

Созин Андрей Юрьевич — Институт химии высокочистых веществ
им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49), доктор химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области аналитической химии. E-mail: Sozin@ihps-nnov.ru.

Крылов Валентин Алексеевич — Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), доктор химических наук, профессор кафедры аналитической и медицинской химии, специалист в области аналитической химии. E-mail: k658995@mail.ru.

Чернова Ольга Юрьевна — Институт химии высокочистых веществ
им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49), ведущий инженер, специалист в области аналитической химии. E-mail: Chernova@ihps-nnov.ru.

Сорочкина Татьяна Геннадьевна — Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области аналитической химии. E-mail: Sorochkina@ihps-nnov.ru.

Буланов Андрей Дмитриевич — Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород,
ул. Тропинина, 49), доктор химических наук, директор ИХВВ РАН, специалист в области химии и технологии высокочистых веществ и материалов. E-mail: Bulanov@ihps-nnov.ru.

Трошин Олег Юрьевич — Институт химии высокочистых веществ
им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород,
ул. Тропинина, 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области химии и технологии высокочистых веществ и материалов. E–mail: troshin@ihps-nnov.ru.

Адамчик Сергей Александрович — Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49), кандидат химических наук, зам. директора ИХВВ РАН, специалист в области глубокой очистки и анализа веществ. E-mail:
asa@ihps-nnov.ru.

Лашков Артём Юрьевич — Институт химии высокочистых веществ
им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород,
ул. Тропинина, 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области получения высокочистых изотопно обогащенных веществ. E–mail: lashkov@ihps-nnov.ru.

Созин А.Ю., Крылов В.А., Чернова О.Ю., Сорочкина Т.Г., Буланов A.Д., Трошин О.Ю., Адамчик С.А., Лашков А.Ю. Исследование примесного состава изотопно обогащенного германа 70GeH4 методом хромато-масс-спектрометрии. Перспективные материалы, 2022, № 2, с. 70 – 82. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-2-70-82