Проектирование компонентного состава
“чернил” на основе цемента для строительного
3D-принтера

В. А. Полуэктова

Сформулированы физико-технологические свойства смеси, так называемых “чернил”, для строительного 3D-принтера. Показано, что состав должен обладать уникальными реологическими характеристиками, регулируемыми сроками схватывания, высокой адгезией и ранней прочностью. Определено, что подобный материал с требуемыми свойствами можно получить с одной стороны путем создания композиционного материала на основе двух активных веществ: минерального вяжущего и полимерного связующего, а с другой стороны — путем модифицирования поверхности частиц системы суперпластификатором. Получены закономерности влияния органических компонентов (полимерного связующего и олигомерного суперпластификатора) на цементную матрицу. Исследованы подвижность смеси, время схватывания, прочностные характеристики и микроструктура полимерцементного композита. Разработан запатентованный состав композиционного материала для инновационной отрасли строительства на основе портландцемента и поливинилацетатной дисперсии. За счет модифицирования поверхности раздела фаз коллоидной системы предложенный композит обладает необходимой пластической прочностью, высокой скоростью схватывания, высокой ранней прочностью, трещиностойкостью и рядом других свойств, необходимых для трехмерной печати крупногабаритных изделий и конструкций без опалубки.

Ключевые слова: композиционный материал, полимерцементный раствор, быстротвердеющий раствор, “чернила” для 3D принтера, флороглюцинфурфурольный суперпластификатор, поливинилацетатная дисперсия.

DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-5-13

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.

Ссылка на статью:

Полуэктова В.А. Проектирование компонентного состава “чернил” на основе цемента для строительного 3D-принтера. Перспективные материалы, 2020, № 2, с. 5 – 13. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-5-13

 
Влияние кислородной нестехиометрии на фазовое расслоение, структуру и магнитные свойства сложного оксида NdSr2Mn2O7 ± δ

О. М. Федорова, Л. Б. Ведмидь, С. А. Упоров

Для формирования различной кислородной нестехиометрии в оксидных образцах NdSr2Mn2O7 ± δ применен двухступенчатый способ синтеза: закалка от определенных температур и отжиг при определенных значениях парциального давления кислорода. Величина кислородной нестехиометрии определена по массе выделившегося из образца кислорода при разложении образцов NdSr2Mn2O7 ± δ до простых оксидов при фиксировании внешних параметров — давления и температуры. Исследование образцов NdSr2Mn2O7 ± δ с помощью термогравиметрии и рентгенографии выявило фазовое расслоение — наличие двух фаз одинакового катионного состава, имеющих различное содержание кислорода. На примере образца NdSr2Mn2O7 ± δ, закаленного от 1000 °С и имеющего кислородную нестехиометрию +0,09, предложен кристаллографический критерий проявления фазового расслоения в фазах Руддлесдена – Поппера (Р – П) — резкое изменение длин связей марганец – кислород. Измерения электросопротивления постоянному току в образцах NdSr2Mn2O7 ± δ были выполнены в интервале температур 5 – 300 К и магнитных полей до 7 Тл стандартным 4-х зондовым методом. В исследованных оксидах обнаружен магниторезистивный эффект до 400 %, нелинейно зависящий от их кислородной нестехиометрии.

Ключевые слова: фазы Руддлесдена – Поппера, фазовое расслоение, структура, колоссальный магниторезистивный эффект, кислородная нестехометрия.

DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-14-21

Федорова Ольга Михайловна — Институт металлургии УрО РАН (г. Екатеринбург, 620016, ул. Амундсена, 101), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области рентгенофазового анализа оксидных материалов. E-mail:fom55@mail.ru.

Ведмидь Лариса Борисовна — Институт металлургии УрО РАН (г. Екатеринбург, 620016, ул. Амундсена, 101), кандидат химических наук, старший научный сотрудник; Уральский федеральный университет (г. Екатеринбург, 620002, ул. Мира,19), старший научный сотрудник, специалист в области термогравиметрического анализа оксидных материалов. E-mail: elarisa100@mail.ru.

Упоров Сергей Александрович — Институт металлургии УрО РАН (г. Екатеринбург, 620016, ул. Амундсена, 101), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник; Уральский федеральный университет (г. Екатеринбург, 620002, ул. Мира,19), старший научный сотрудник, специалист в области анализа магнитных свойств сплавов и оксидных материалов. E-mail: segga@bk.ru.

Ссылка на статью

Федорова Ольга Михайловна — Институт металлургии УрО РАН (г. Екатеринбург, 620016, ул. Амундсена, 101), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области рентгенофазового анализа оксидных материалов. E-mail:fom55@mail.ru.

Ведмидь Лариса Борисовна — Институт металлургии УрО РАН (г. Екатеринбург, 620016, ул. Амундсена, 101), кандидат химических наук, старший научный сотрудник; Уральский федеральный университет (г. Екатеринбург, 620002, ул. Мира,19), старший научный сотрудник, специалист в области термогравиметрического анализа оксидных материалов. E-mail: elarisa100@mail.ru.

Упоров Сергей Александрович — Институт металлургии УрО РАН (г. Екатеринбург, 620016, ул. Амундсена, 101), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник; Уральский федеральный университет (г. Екатеринбург, 620002, ул. Мира,19), старший научный сотрудник, специалист в области анализа магнитных свойств сплавов и оксидных материалов. E-mail: segga@bk.ru.

 
Реологические особенности антимикробных композитов на основе смеси полипропилен/гидроксид магния и олигопропиленого эфира салициловой кислоты

Н. Ш. Расулзаде, В. М. Достуева, Н. Т. Кахраманов,
Н. Б. Арзуманова

Исследованы реологические характеристики смеси полипропилена и гидроксида магния в соотношении 30:70 и композитов на его основе, наполненных олигопропиленовым эфиром салициловой кислоты. Определены показатели текучести расплава образцов. Установлено влияние концентрации олигопропиленового эфира салициловой кислоты, температуры и напряжения сдвига на закономерность изменения эффективной вязкости, скорости сдвига. Приведены реограммы смеси полипропилена и гидроксид магния в соотношении 30:70 и композитов на его основе. Определена зависимость вязкости от температуры в аррениусовских координатах, согласно которой “кажущаяся” энергия активации вязкого течения для исходной смеси полипропилена и гидроксид магнияв соотношении 30:70 и композитов на его основе, наполненных олигопропиленовым эфиром салициловой кислоты изменяется соответственно в интервале 40,7 – 42,8 и 55,6 – 59,9 кДж/моль. Показано, что при повышении концентрации олигопропиленового эфира салициловой кислоты в полимерной смеси до 3,33 масс. % значение скорости сдвига остается практически неизменным относительно исходной смеси полипропилена и гидроксида магния (30/70). Реологические исследования расплава полимерных материалов проводили в соответствии с стандартом ASTM D1238 на капиллярном реометре марки CEAST MF50 (фирмы INSTRON, Италия) в температурном диапазоне 190 – 250 °С и в интервале нагрузок 3,8 – 21,6 кг.

Ключевые слова: реология, напряжения сдвига, скорость сдвига, полипропилен, олигопропиленовый эфир салициловой кислоты.

DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-22-29

Расулзаде Ниязи Шахид оглы — Институт полимерных материалов национальной Академии Наук Азербайджана (AZ5004, Азербайджанская Республика, г. Сумгайыт, ул. С. Вургуна 124), доктор химических наук, профессор, заслуженный деятель науки, заведующий лабораторей, специалист в области синтеза и полимеризации макромеров высших α-олефинов, полученных деструкцией полиэтилена и полипропилена; синтеза и исследования процесса полимеризации макромеров акрилатного типа. E-mail: prof.niyazi@mail.ru.

Достуева Вусала Майыл кызы — Институт Полимерных Материалов Национальной Академии Наук Азербайджана (AZ5004, Азербайджанская Республика, г. Сумгайыт, ул. С. Вургуна 124), научный, специализируется в области синтеза олигоалкильных эфиров салициловой кислоты и получении антибактериальных композитных материалов. E-mail: azeri-77@inbox.ru.

Кахраманов Наджаф Тофик оглы — Институт полимерных материалов Национальной Академии Наук Азербайджана (AZ5004, Азербайджанская Республика, г. Сумгайыт, ул. С. Вургуна 124), доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторей, специалист в области модификации полимеров наполнителем, получения совместимых полимер-полимерных смесей, химической модификации полимеров, установления взаимосвязи между структурой и свойствами полимерных материалов. Е-mail: najaf1946@rambler.ru.

Арзуманова Нушаба Баба кызы — Институт полимерных материалов Национальной Академии Наук Азербайджана (AZ5004, Азербайджанская Республика, г. Сумгайыт, ул. С. Вургуна 124), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области механо-химической модификации полимеров минеральными наполнителями и исследовании реологических характеристик полимерных материалов. E-mail: arzumanova-nushaba@rambler.ru.

Ссылка на статью:

Расулзаде Н.Ш., Достуева В.М., Кахраманов Н.Т., Арзуманова Н.Б. Реологические особенности антимикробных композитов на основе смеси полипропилен/гидроксид магния и олигопропиленого эфира салициловой кислоты. Перспективные материалы, 2020, № 2, с. 22 – 29. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-22-29

 
Матричный синтез фосфатов кальция
в нанопористых пленках полиолефинов, полученных по механизму крейзинга

М. А. Москвина, Е. С. Трофимчук, Ф. И. Грабовенко,
Н. И. Никонорова, А. Л. Волынский

Предложен альтернативный метод создания полимерных нанокомпозитов на основе пористых пленок полиолефинов (изотактический полипропилен, полиэтилен высокой плотности), деформированных по механизму крейзинга в физически активных средах, и фосфатов кальция. Получены пленочные композиционные материалы различной структуры, содержащие 10 – 25 масс. % наполнителя, в которых формирование частиц гидроксиапатита кальция диаметром 15 – 50 нм происходит непосредственно в порах полимерных матриц с образованием слоя, морфология которого определяется структурой исходных пористых пленок, и его параметры можно регулировать условиями проведения реакции. Установлено, что полученные композиты характеризуются анизотропией механических свойств, и введение частиц фосфатов кальция приводит к некоторому повышению значений механических характеристик полимерных матриц. Высокотемпературный нагрев (до 700 °C) нанокомпозитов приводит к выжиганию полимерной матрицы и формированию пористых остатков гидроксиапатита кальция, состоящих из наночастиц различной морфологии в зависимости от исходной пористой структуры полимера — от игольчатых кристаллов длиной 100 – 150 нм и диаметром около 10 нм до сфер диаметром 50 – 90 нм. Полученные результаты представляются актуальными для направленного регулирования структуры и свойств биоактивных веществ и создания современных материалов биомедицинского применения.

Ключевые слова: фосфаты кальция, полипропилен, полиэтилен, крейзинг, пористость, морфология.

DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-30-38

Москвина Марина Анатольевна — Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (г. Москва, 119991, Ленинские горы, 1-3), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физико-химии полимеров. E-mail: moskvina203@yandex.ru.

 

Трофимчук Елена Сергеевна — Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (г. Москва, 119991, Ленинские горы, 1-3), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физико-химии полимеров. E-mail: elena_trofimchuk@mail.ru.

Грабовенко Федор Иванович — Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (г. Москва, 119991, Ленинские горы, 1-3), студент. E-mail: grabovenko.f@rambler.ru.

Никонорова Нина Ивановна — Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (г. Москва, 119991, Ленинские горы, 1-3), кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник, специалист в области физико-химии полимеров. E-mail: nni@genebee.msu.ru.

Волынский Александр Львович — Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (г. Москва, 119991, Ленинские горы, 1-3), доктор химических наук, главный научный сотрудник, профессор, член-корреспондент РАН, ведущий специалист в области физико-химии полимеров. E-mail: volynskii@mail.ru.

Ссылка на статью:

Москвина М.А., Трофимчук Е.С., Грабовенко Ф.И., Никонорова Н.И., Волынский А.Л. Матричный синтез фосфатов кальция в нанопористых пленках полиолефинов, полученных по механизму крейзинга. Перспективные материалы, 2020, № 2, с. 30 – 38. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-30-38

 
Влияние добавки редкоземельного металла
на прочностные характеристики
алюминиевых электродов

И. Ю. Гоц, В. О. Лукьянова

Изучено явление вторичной периодичности в наноструктурированных пленках состава алюминий – редкоземельные элементы (РЗЭ: La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Yb, Lu), полученных методом катодного внедрения из неводных органических растворов солей РЗЭ. Из данные, измеренных потенциостатическим методом, рассчитаны диффузионно-кинетические характеристики: константа внедрения, концентрация внедривших в матрицу атомов, коэффициент диффузии и значение адсорбции. Полученные значения отражают явление вторичной периодичности, проявляющейся в сплавах Al – РЗЭ цериевой и иттриевой подгрупп с одинаковой частотой. Микроструктурный анализ показал наличие схожей во всех образцах зернисто-столбчатой структуры. Внешне наблюдаемая структура согласуется со значениями микротвердости, что подтверждает влияние размера зерна на прочностные свойства сплавов. В результате катодной обработки Al в неводных растворах органических солей РЗЭ в диметилформамиде (ДМФ) образуются соединения типа Al – РЗЭ различного стехиометрического соотношения. Установлено влияние природы РЗЭ на диффузионно-кинетические и физико-химические свойства полученных электродов. Исследована зависимость размеров зародышей на структуру и свойства наноструктурированных Al-РЗЭ пленок.

 

Ключевые слова: редкоземельные металлы, материалы для электродов, микроструктурный анализ, микротвердость, метод вторично-ионной масс-спектроскопии.

 

DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-39-47

Гоц Ирина Юрьевна — ФГБУН “Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук” (101990, Москва, Малый Харитоньевский переулок, 4), научный сотрудник; Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (410054, Саратов, ул. Политехническая,  77), кандидат химических наук, доцент, специалист в области химических источников тока. E-mail: gozt2001@mail.ru.

Лукьянова Виктория Олеговна — Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (410054, Саратов, ул. Политехническая, 77), аспирант, специализируется в области химических источников тока. E-mail: lukyanova.viky@yandex.ru.

Ссылка на статью:

Гоц И.Ю., Лукьянова В.О. Влияние добавки редкоземельного металла на прочностные характеристики алюминиевых электродов. Перспективные материалы, 2020, № 2, с. 39 – 47. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-39-47

 
Свойства нанокомпозитов на основе полиэтилена высокого давления с металлсодержащими нанонаполнителями

Н. И. Курбанова, Т. М. Гулиева, Н. Я. Ищенко

Исследовано влияние добавок нанонаполнителей (НН), содержащих наночастицы (НЧ) оксида меди, стабилизированные полимерной матрицей малеинизированного полиэтилена (МПЭ), полученные механо-химическим методом, на особенности свойств композитов на основе полиэтилена высокого давления (ПЭВД) методами рентгенофазового (РФА) и термографического (ТГА) анализов. Выявлено улучшение прочностных, деформационных и реологических показателей, а также термоокислительной стабильности полученных нанокомпозитов что, по-видимому, связано с синергетическим эффектом взаимодействия медьсодержащих наночастиц с малеиновыми группами МПЭ. Показано, что нанокомпозиты на основе ПЭ могут быть переработаны как методом прессования так и методами литья под давлением и экструзией, что расширяет сферы его применения.

Ключевые слова: полиэтилен (ПЭ), медьсодержащие нанонаполнители, малеинизированный полиэтилен (МПЭ), физико-механические свойства, РФА, ТГА анализы.

DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-48-54

Курбанова Нушаба Исмаил кызы — Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (Az5004, Азербайджанская Республика, г. Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), доктор химических наук, заведующая лабораторией, специалист в области разработки композиционных материалов, а также нанокомпозитов, на основе эластомеров и термопластов и их бинарных смесей. E-mail: ipoma@science.az.

Гулиева Туркан Мушвиг кызы — Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (Az5004, Азербайджанская Республика,
г. Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), младший научный сотрудник, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az.

Ищенко Нелли Яковлевна — Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (Az5004, Азербайджанская Республика, г. Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), кандидат химических наук, заведующая лабораторией, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az.

Ссылка на статью:

Курбанова Н.И., Гулиева Т.М., Ищенко Н.Я. Свойства нанокомпозитов на основе полиэтилена высокого давления с металлсодержащими нанонаполнителями. Перспективные материалы, 2020, № 2, с. 48 – 54. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-48-54

 
Разработка новых сплавов белого золота
585 пробы и исследование технологии производства из них проволоки ювелирного назначения

С. Б. Сидельников, Ю. Д. Дитковская, Е. С. Лопатина,
 О. С. Лебедева, В. А. Лопатин

Разработаны новые безникелевые сплавы белого цвета на основе золота 585 пробы. В качестве основной модифицирующей добавки они в своем составе содержат рутений, имеющий более высокую температуру плавления и ограниченную растворимость в золоте, что потребовало поиска нового способа его введения в расплав. Предложен и запатентован новый способ модифицирования таких сплавов, который позволяет получить мелкозернистую структуру и способствует повышению пластичности металла, а также выравниванию свойств по длине и сечению литой заготовки и обеспечивает точное определение количества введенного в расплав рутения. Проведены экспериментальные исследования технологии получения в промышленных условиях длинномерных деформированных полуфабрикатов из новых сплавов в виде прутков и проволоки. В результате были получены опытные партии проволоки и изготовлены наиболее сложные в технологии ювелирные цепи НЦ 12-078 типа “Снейк”. В сравнении с известным сплавом марки ЗлНЦМ 585-12,5-4 с содержанием никеля до 13 масс. %, применяемым в настоящее время для производства ювелирных цепей, изучены структуры и свойства литых, деформированных и отожженных полуфабрикатов из новых безникелевых сплавов на основе золота 585 пробы белого цвета. В ходе опытно-промышленной апробации технологии производства проволоки из новых сплавов установлено, что она имеет повышенный уровень потребительских и механических свойств и пригодна для изготовления ювелирных цепей в промышленных условиях.

Ключевые слова: сплавы белого золота, никель, рутений, прутки, проволока, ювелирные цепи, сортовая прокатка, волочение, механические свойства, структура.

DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-55-63

Сидельников Сергей Борисович — Институт цветных металлов и материаловедения Сибирский федеральный университет (660025, Красноярск, проспект им. газеты “Красноярский рабочий”, 95), доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, специалист в области обработки металлов давлением. E-mail: sbs270359@yandex.ru.

Дитковская Юлия Дмитриевна — Институт цветных металлов и материаловедения Сибирский федеральный университет (660025, Красноярск, проспект им. газеты “Красноярский рабочий”, 95), аспирант, специализируется в области обработки металлов давлением. E-mail: yulianomennescio@bk.ru.

Лопатина Екатерина Сергеевна — Институт цветных металлов и материаловедения Сибирский федеральный университет (660025, Красноярск, проспект им. газеты “Красноярский рабочий”, 95), кандидат технических наук, доцент, специалист в области металловедения и термической обработки. E-mail: elopatina@sfu-kras.ru.

Лебедева Ольга Сергеевна — Институт цветных металлов и материаловедения Сибирский федеральный университет (660025, Красноярск, проспект им. газеты “Красноярский рабочий”, 95), кандидат технических наук, доцент, специалист в области обработки металлов давлением. E-mail: lebedewa-olya@mail.ru.

Лопатин Владимир Александрович — Институт цветных металлов и материаловедения Сибирский федеральный университет (660025, Красноярск, проспект им. газеты “Красноярский рабочий”, 95), аспирант, специализируется в области обработки металлов.

Ссылка на статью:

Сидельников С.Б., Дитковская Ю.Д., Лопатина Е.С., Лебедева О.С., Лопатин В.А. Разработка новых сплавов белого золота 585 пробы и исследование технологии производства из них проволоки ювелирного назначения. Перспективные материалы, 2020, № 2, с. 55 – 63. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-55-63

 
Влияние мощности дугового разряда постоянного тока на продукт синтеза системы Si – C

А. Я. Пак, Т. Ю. Якич, О. А. Болотникова

Рассмотрен безвакуумный электродуговой синтез порошковых материалов в системе “углерод – кремний”. Оценена возможность управления фазовым, гранулометрическим составом и морфологией частиц продукта в процессе безвакуумного электродугового синтеза. По данным рентгеновской дифрактометрии в составе полученного продукта идентифицируется кубическая модификация карбида кремния с параметром элементарной ячейки 4,375 ± 0,016 Å; также исходный кремний и несвязанный углерод в форме графита. Показана зависимость фазового состава продукта от средней мощности дугового разряда. Определены морфологические типы полученных в серии экспериментов кристаллов карбида кремния, оценен средний размер частиц карбида кремния, изучен химический состав продукта синтеза. Применяемый безвакуумный электродуговой метод отличается отсутствием необходимости формирования защитной газовой среды внутри герметичной камеры электродугового реактора постоянного тока совмещенного типа, так как процесс проходит в атмосфере газа СО, который генерируется при горении дугового разряда в воздушной среде.

 

Ключевые слова: карбид кремния, морфология, структура, электродуговой синтез, безвауумный метод, электрическая мощность.

DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-64-71

Пак Александр Яковлевич — Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634034, г. Томск, ул. Советская 84/3, Кибернетический центр ТПУ, офис 317), кандидат технических наук, доцент, специалист в области электродугового синтеза порошковых материалов, в частности углеродных наноструктур и карбидов металлов и неметаллов. E-mail: ayapak@tpu.ru.

Якич Тамара Юрьевна — Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634034, г. Томск, ул. Советская 84/3, Кибернетический центр ТПУ, офис 317), кандидат геолого-минералогических наук, доцент, специалист в области кристаллографии, растровой электронной микроскопии. E-mail: cherkasovatu@tpu.ru.

Болотникова Ольга Александровна — Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634034, г. Томск, ул. Советская 84/3, Кибернетический центр ТПУ, офис 317), студентка, специализируется в области электродугового синтеза карбида кремния. E-mail: bolotnikovaoa@gmail.com.

Ссылка на статью:

Пак А.Я., Якич Т.Ю., Болотникова О.А. Влияние мощности дугового разряда постоянного тока на продукт синтеза системы Si – C. Перспективные материалы, 2020, № 2, с. 64 – 71. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-64-71

 
Жидкофазный синтез и исследование
физико-химических свойств керамических электролитных наноматериалов в системе CeO2 – Sm2Oдля твердооксидных топливных элементов

М. В. Калинина, Д. А. Дюскина, Н. Ю. Ковалько, С. В. Мякин,
М. Ю. Арсентьев, Н. А. Христюк, О. А. Шилова

Методом совместной кристаллизации растворов азотнокислых солей синтезированы высокодисперсные порошки состава: (CeO2)0,98(Sm2O3)0,02, (CeO2)0,95(Sm2O3)0,05, (CeO2)0,90(Sm2O3)0,10 и на их основе получены нанокерамические материалы с кристаллической кубической структурой типа флюорита, с размером зерна кристаллитов ~ 68 – 81 нм (1300 °С). Изучены механические и электрофизические свойства полученной керамики; выявлено, что оно обладает открытой пористостью 2 – 6 % и преимущественно ионным (число переноса ионов ti = 0,82 – 0,71 в интервале 300 – 700 °С) типом электропроводности, обусловленным образованием подвижных кислородных вакансий при гетеровалентном замещении Ce4+ на Sm3+; σ700 °С = 1,3·10–2 См/см. Показана перспективность использования полученных керамических материалов в качестве твердооксидных электролитов среднетемпературных топливных элементов.

Ключевые слова: совместная кристаллизация солей, оксиды, высокодисперсные порошки, электропроводность, топливные элементы, нанокерамика, электролитные материалы.

DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-72-82

Калинина Марина Владимировна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области химии твердого тела, синтеза и физико-химических свойств функциональных керамических наноматериалов. E-mail:  tikhonov_p-a@mail.ru.

Дюскина Дарья Андреевна — Санкт-Петербургский Государственный Технологический институт (Технический университет) (190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26), студентка, осуществляет синтез материалов. E-mail:  tikhonov_p-a@mail.ru.

Ковалько Надежда Юрьевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), младший научный сотрудник, специалист в области синтеза и анализа физико-химических свойств функциональных керамических наноматериалов. E-mail: kovalko.n.yu@gmail.com.

Мякин Сергей Владимирович — Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования “Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)” (190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26), кандидат химических наук, доцент, специалист в области химии поверхности твердых веществ. E-mail: sergey_mjakin@mail.ru.

Арсентьев Максим Юрьевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области рентгеноструктурного анализа. E-mail: ars21031960@gmail.com.

Христюк Николай Александрович — Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования “Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)” (190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26), младший научный сотрудник, специалист в области электронной микроскопии. E-mail: nikolai.hristyuk@mail.ru.

 

Шилова Ольга Алексеевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник, и. о. заведующего лабораторией, специалист в области физической химии и технологии нанокомпозиционных стеклокерамических материалов. E-mail: olgashilova@bk.ru.

Ссылка на статью:

Калинина М.В., Дюскина Д.А., Ковалько Н.Ю., Мякин С.В., Арсентьев М.Ю., Христюк Н.А., Шилова О.А. Жидкофазный синтез и исследование физико-химических свойств керамических электролитных наноматериалов в системе CeO2 – Sm2O3 для твердооксидных топливных элементов. Перспективные материалы, 2020, № 2, с. 72 – 82. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-2-72-82

Контакты

© 2020  ООО Интерконтакт Наука

Сайт создан на Wix.com

Телефон: +7 (499) 135-45-40, 135-44-36

Email: pm@imet.ac.ru

Адрес

Москва 119334, Лениский пр. 49, ИМЕТ РАН