научный журнал по химии Неорганические материалы ISSN: 0002-337X

ДУБАСОВА В.С., ЕРЕМЕНКО И.Л., МАХОНИНА Е.В., МЕДВЕДЕВА А.Е., ПЕРВОВ В.С. — 2015 г.

Разработан метод формирования катодных материалов для литий-ионного аккумулятора на основе композитов из электрохимически активных фаз с применением ультразвуковой обработки. Изучено влияние среды и интенсивности ультразвукового поля на свойства полученных материалов. Проведенные исследования показали, что композиты обладают лучшими электрохимическими характеристиками, чем исходные компоненты.

ОДИН И.Н., СЕНОКОСОВ Э.А., ЧУКИТА В.И., ЧУКИЧЕВ М.В. — 2015 г.

Установлена связь внешнего квантового выхода катодолюминесценции с технологическими условиями выращивания в квазизамкнутом объеме эпитаксиальных слоев n-CdSe и уровнем электронного возбуждения слоев. Наибольшее значение внешнего квантового выхода (2.2% при температуре 78 К) имели эпитаксиальные слои n-CdSe, выращенные в высокотемпературных условиях осаждения, близких к равновесным.

КУТЬИН А.М., ПЛЕХОВИЧ А.Д., СИБИРКИН А.А. — 2015 г.

Разработана методика определения кинетических характеристик (параметров) кристаллизации стекол по результатам математической обработки кристаллизационных пиков с учетом неизотермичности измерений дифференциальной сканирующей калориметрии. Применение методики к термоанализу кристаллизационных явлений в стеклах (TeO2)1 - х(MoO3)х с х = 0.25–0.55 позволило найти параметры кристаллизации, а также установить их регрессионные зависимости от состава стекол. Принципиальным для материаловедения стекол является наличие в развитом подходе параметрически определенной явной функциональной зависимости степени кристаллизации (t, Т) от времени и температуры – основы поиска оптимальных по этому показателю режимов термообработки стекол, а также предсказания этих режимов по найденным регрессионным соотношениям для неизученных составов из исследованного класса теллуритно-молибдатных стекол.

ГОРЕЛИК В.С., СВЕРБИЛЬ П.П. — 2015 г.

при комнатной температуре. Исследованы закономерности возбуждения спектров комбинационного рассеяния при нескольких поляризационных геометриях: Z(XX; YY; XY)Z; Z(XX; YY; XY); X(ZZ)X; Y(ZZ)Y, X(ZZ)Y. Анализируются условия возбуждения когерентных продольных и поперечных мод в монокристаллах ниобата лития при вынужденном комбинационном рассеянии света. ; X(ZZ)X; Y(ZZ)Y, X(ZZ)Y. Анализируются условия возбуждения когерентных продольных и поперечных мод в монокристаллах ниобата лития при вынужденном комбинационном рассеянии света.

КОРОВУШКИН В.В., КОСТИШИН В.Г., ТРУНИНА И.В., ФРОЛОВ Г.А., ШИПКО М.Н. — 2015 г.

Исследованы суперпарамагнитные магнетиты состава Fe3 - xAlxО4 с различным содержанием изоморфного алюминия. Установлено катионное распределение в их структуре, нелинейное изменение параметра элементарной ячейки и плотности, нелинейная зависимость намагниченности с максимальным значением при содержании алюминия 3.6% (х = 0.3). Сделан вывод о возможности использования свойств суперпарамагнитных магнетитов с изоморфным алюминием при выборе оптимальных составов нанокомпозиционных материалов с заданными магнитными свойствами.

АМИНОВ Т.Г., БУШЕВА Е.В., НОВОТОРЦЕВ В.М., ШАБУНИНА Г.Г. — 2015 г.

Впервые синтезированы смешанные хромхалькогенидные шпинели CuCr1.5 + xSb0.5 - xS0.5Se3.5 (х=0–0.5). Измерены их магнитные свойства, установлен характер магнитных превращений, построена магнитная фазовая диаграмма. Ферромагнитные составы на основе соединения CuCr2S0.5Se3.5 занимают наибольшую площадь (0.23 x < 0.5). С понижением температуры в них наблюдается возвратный переход в спин-стекольное состояние. В области составов (0.12 x 0.23) переход в состояние спинового стекла происходит из парамагнитной области. Наименьшая по размерам площадь (0 x 0.12) принадлежит антиферромагнитным составам.

ГРАНАТКИНА Ю.В., ИВАНОВА Л.Д., КИЧИК С.А., МАРАКУШЕВ И.С., МЕЛЬНИКОВ А.А., ПЕТРОВА Л.И. — 2015 г.

Получены горячепрессованные образцы твердого раствора Bi2Te2.7Se0.3, легированного галогенидом, n-типа проводимости из порошков, приготовленных спиннингованием расплава. На растровом электронном микроскопе исследованы морфология порошков и сколы этих образцов. Измерены электропроводность, коэффициент Зеебека и теплопроводность при комнатной температуре и в интервале 100–700 K. Проведено сравнение термоэлектрических свойств этих образцов со свойствами образца, полученного экструзией механически измельченного слитка. Максимальная термоэлектрическая добротность исследованных материалов ZT 0.9.

БОКОВ А.А., НИКОНОВ А.В. — 2015 г.

Изучен процесс образования моноклинной фазы ZrO2 в случае контакта YSZ и CuO при высоких температурах, что является препятствием при создании анодов на основе меди для твердооксидных топливных элементов. На основании данных рентгенодифракционного и термогравиметрического анализов был предложен следующий механизм происходящих в системе CuO–YSZ фазовых превращений. При температурах выше 900°С происходит переход кислорода из CuO в приповерхностные кислородные вакансии YSZ, что приводит к миграции иттрия в глубь решетки. В области, лишенной стабилизирующей добавки, в соответствии с фазовой диаграммой YSZ, образуется моноклинная фаза ZrO2. Исходя из предложенного механизма сделано предположение, что в смеси Cu2O + YSZ в инертной атмосфере не должно происходить образования моноклинной фазы в силу большей энергии связи кислорода c медью в Cu2O по сравнению с CuO.

АЛЕКОВА А.Ф., КОРЧАГИНА С.К., ЛУКАШЕВ Р.В., ЧИБИРОВА Ф.Х. — 2015 г.

Изучено влияние механической обработки с использованием планетарной шаровой мельницы на характеристики получаемых порошков: фазовый состав, размер областей когерентного рассеяния, размер частиц и площадь удельной поверхности. Показано, что механическая обработка приводит к фазовому переходу -Fe2O3. Установлено, что формирование -Fe2O3 сопровождается значительными изменениями площади удельной поверхности и размеров частиц порошкового материала.

ЛЕОНОВ А.В., ЛОГАЧЕВ А.В., ЛОГАЧЕВА А.И., ПОРТНОЙ В.К., СТРЕЛЕЦКИЙ А.Н. — 2015 г.

Методом механохимического синтеза (МС) получены трех- и четырехкомпонентные сплавы систем Nb–Al–Si и Nb–Al–Si–С. Показано, что при помоле трехкомпонентной смеси 62Nb + 19Al + 19Si, состав которой отвечает составу интерметаллида Nb10Al3Si3, образуется аморфная фаза (АФ), а из смеси 86Nb + 9Al + 5Si, соответствующей твердому раствору, формируется двухфазная смесь – АФ и наноструктурный (7 нм) ОЦК-твердый раствор. Добавка графита в исходные смеси не только гомогенизирует, но и диспергирует продукты МС до 2 нм. При помоле смеси состава Nb10Al3Si3С10 фазовый состав не изменяется. При помоле смеси 78Nb + 8Al + 5Si + 9С появляется дополнительная фаза – нанодисперсный карбид ниобия. На основе ДТА установлена последовательность перехода МС-сплавов к равновесному состоянию. После компактирования МС-порошков методом горячего изостатического прессования образцы, содержащие графит в исходных смесях, были более однородными как для сплавов на основе интерметаллида, так и для твердых растворов на основе Nb. Нанокарбиды, выделяющиеся по границам зерен, почти на 30% увеличивают твердость сплавов HV: от 12.75 до 18.13 ГПа для образцов, соответствующих интерметаллиду, и от 4.76 до 6.85 ГПа для образцов, соответствующих твердым растворам.

БАКЛАНОВА Н.И., ЛОЗАНОВ В.В., СЫСОЕВ С.В. — 2015 г.

Экспериментально и теоретически исследованы процессы реакционного осаждения карбидов тантала на углеродный материал. Термодинамический расчет гетерогенных равновесий в системе Ta–C–F в широком диапазоне температур и давлений показал, что химический перенос тантала через газовую фазу в изотермических условиях осуществляется в форме низших фторидов тантала. Установлено, что с увеличением продолжительности процесса происходит смещение состава карбидного покрытия к нижней границе области гомогенности. Карбидные покрытия, полученные при 1300 K, достаточно равномерные и состоят из наноразмерных зерен.

СОКОЛЕНКО Е.В. — 2015 г.

Полуэмпирическим методом рассчитаны полные и парциальные электронные плотности чистых и дефектных кластеров кремния. Установлено, что локальные центры, возникающие в энергетической щели кремния после легирования, преимущественно определяются собственными состояниями кремния.

ГОРБУНОВ В.В., КОЗЕНКОВ О.Д. — 2015 г.

Предложена модель теплового баланса для бесконечно длинного нитевидного кристалла. В модели рассматриваются тепловые потоки, приходящие в жидкую фазу, связанные с процессом кристаллизации, и поток, уходящий с боковой поверхности кристалла, возникающий в результате ее разогрева за счет теплопроводности. Предполагается, что температура в поперечном сечении кристалла постоянна. В рамках предложенной модели установлена зависимость температуры на вершине бесконечно длинного кристалла от его радиуса и определена длина нитевидного кристалла, при которой тепловым взаимодействием с подложкой можно пренебречь. Температура вершины кристалла падает с уменьшением его радиуса в результате интенсификации теплоотвода с увеличением доли поверхности. Для длинных наноразмерных кристаллов тепловые эффекты не существенны, так как температура вершины кристалла практически не отличается от температуры окружающей среды.

АГАПОВ Б.Л., МИРОНЕНКО С.В., МИТТОВА И.Я., ПЕЛИПЕНКО Д.И., СЛАДКОПЕВЦЕВ Б.В., ТРЕТЬЯКОВ Н.Н. — 2015 г.

Наноразмерные пленки на InP, толщина которых определена методом спектральной эллипсометрии, выращены под воздействием V2O5, введенного в систему различными способами и методами (в рамках одного способа). Фазовый состав установлен рентгенофазовым анализом, морфология поверхности и структура – атомно-силовой и просвечивающей электронной микроскопией. Выявлена зависимость характеристик пленок от способа (через газовую фазу при оксидировании или непосредственное нанесение на поверхность до начала процесса) и метода (магнетронное напыление или осаждение из геля) введения хемостимулятора в систему.

ГЮЛЬМАМЕДОВ К. ДЖ. — 2015 г.

Поверхности скола слоистого кристалла TlGaSe2 Dy исследованы методом рентгендифрактометрии и СЗМ, изучены изображения в 2D- и 3D-масштабах, обнаружены ступени роста с нанофрагментами вдоль направления оси с. Предполагается, что в аномальных эффектах физических свойств сплавов системы Tl–In–Ga–Se определенную роль могут играть межслоевые нанодефекты на основе Dy и DyGa2.

ГОРЕЛИК В.С., ИВИЧЕВА С.Н., КАРГИН Ю.Ф. — 2015 г.

Разработан метод получения трехмерных фотонных кристаллов на основе упорядоченных опаловых матриц (ОМ), в поры которых введены наночастицы металлов подгруппы железа (М – Ni, Co, Fe). Метод основан на восстановлении солей и оксидов этих металлов сверхкритическим изопропанолом. Фазовый состав композитов ОМ/М зависит от состава исходных солей (нитратов или хлоридов): при использовании хлорного железа в ОМ формируются наночастицы твердых растворов на основе никеля или -, ?-кобальта (системы Ni–Fe и Co–Fe); из соответствующих нитратов формируются нанокомпозиты ОМ/NiCo (кубический твердый раствор), ОМ/Fe, ОМ/Ni3Fe, ОМ/NiFe, ОМ/CoFe, ОМ/NiCoFe. Получены спектры отражения широкополосного излучения от поверхности (111) синтезированных фотонных кристаллов с использованием волоконно-оптической техники регистрации спектров отражения. Обнаружено длинноволновое смещение положения максимумов интенсивности в спектре отражения (стоп-зоны) нанокомпозитов ОМ/М (Fe, Co, Ni).

БЕЛЬКОВ А.М., БЕЛЬКОВА Т.Д., КУРЛОВ А.С., РЕМПЕЛЬ А.А. — 2015 г.

Методом высокоэнергетического размола получены нанопорошки нестехиометрического карбида ванадия со средним размером частиц от 20 до 40 нм, в дальнейшем подвергнутые вакуумному отжигу при температуре 600–1200°С. Кристаллическая структура, микроструктура, морфология и размерное распределение частиц исходного, размолотых и отожженных порошков карбида ванадия изучены с помощью рентгеновской и лазерной дифракции, сканирующей электронной микроскопии. Показано, что вакуумный отжиг нанопорошков VCy при температуре 600–800°С ведет к их частичному обезуглероживанию и изменению состава в пределах области гомогенности неупорядоченной кубической фазы, а также к незначительному увеличению размера наночастиц. Вакуумный отжиг нанопорошков при t 1000°С приводит к их существенному обезуглероживанию, появлению наряду с кубическим карбидом VCy гексагональной фазы V2C и к значительному росту частиц VCy. Таким образом, вакуумный отжиг нанопорошков при температуре до 800°С позволяет изменять их состав от VC0.70 до VC0.81, сохраняя средний размер частиц в интервале от 50 до 20 нм.

CКРЫЛЁВА Е.А., БЕЛОВ Д.С., БЛИНКОВ В.И., БЛИНКОВ И.В., ВОЛХОНСКИЙ А.О., ШВЫНДИНА Н.В. — 2015 г.

Рассмотрены вопросы структуро- и фазообразования в системе Ti–N–Ni при формировании ионно-плазменных вакуумно-дуговых покрытий. Показано, что введение никеля измельчает размер кристаллитов TiN с 120–100 до 15–18 нм. При этом происходит переход от столбчатой структуры, характерной для PVD-покрытий TiN, к равноосной. До концентрации 12–13 ат. % Ni покрытие находится в рентгеноаморфном состоянии. При ее возрастании формируется интерметаллид TiNi, что в свою очередь сопровождается появлением пористости в структуре осаждаемого слоя. Определены оптимальные концентрации никеля (8–12 ат. %), обеспечивающие твердость, модуль упругости, параметры Н3/Е2 и Н/Е композиционных покрытий до 52, 516, 0.57 ГПа и 0.104 соответственно. Установлен когезионный механизм разрушения наноструктурных покрытий TiN–Ni (от 2.8 до 12 ат. % ). Полного истирания покрытий не происходит вплоть до нагрузки 90 Н, что говорит об их высокой адгезионной/когезионной прочности.

БАРНАКОВ Ч.Н., ВОРОПАЙ А.Н., ДОДОНОВ В.Г., ЗАХАРОВ Ю.А., ИСМАГИЛОВ З.Р., КОЛМЫКОВ Р.П., МАНИНА Т.С., ПУГАЧЕВ В.М., САМАРОВ А.В. — 2015 г.

Методом осаждения гидроксида никеля из водного раствора хлорида в щелочной среде на поверхности высокопористых углеродных матриц двух видов с различной пористой структурой, синтезированных высокотемпературной карбонизацией естественно-окисленного каменного угля или смесей гидрохинон+фурфурол, получены наноструктурированные гидроксид-углеродные композиты высокой степени чистоты с регулярной пространственной морфологией, наполненные (до 40 мас. %) нанокристаллитами безводного Ni(OH)2 и имеющие высокие значения удельной поверхности (600–1300 м2/г) и пористости (0.4–1.6 см3/г). Комплексом физических методов показано, что формирование композитов преимущественно происходит осаждением кристаллитов бруситовой структуры пластинчатой формы на поверхности мезопор матриц, а также в результате блокировки (закупоривания) пор, реализация (вклад) которой зависит от их размеров: микропоры остаются в основном незаполненными. С возрастанием содержания гидроксида наблюдается характерное перераспределение пор по размерам.

ВОРОНОВ В.А., ГУБИН С.П. — 2015 г.

В данной работе получены и исследованы смешанные оксиды различного состава, которые являются отличными прекурсорами для получения катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. Материалы представляют собой систему наночастиц сложных оксидов размером около 2 нм, стабилизированных в углеводородной матрице. Описана технология изготовления данных материалов. Приводятся данные просвечивающей и растровой электронной микроскопии, рентгенофазового анализа, сняты основные электрохимические характеристики.