Архив научных статейиз журнала «Неорганические материалы»
-
КАТОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИТА LIFEPO4 LIMN2O4
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.
-
КВАНТОВЫЙ ВЫХОД КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ CDSE, ВЫРАЩЕННЫХ В КВАЗИЗАМКНУТОМ ОБЪЕМЕ
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.
-
КИНЕТИКА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СТЕКОЛ (TеO2)1 - х(MоO3)х ПО ДАННЫМ ДСК
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 = 0.250.55 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.
-
КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА НА ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ ОПТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЯХ В МОНОКРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ
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.
-
МАГНИТНАЯ МИКРОСТРУКТУРА СУПЕРПАРАМАГНИТНЫХ МАГНЕТИТОВ СОСТАВА Fе3 - XALXО4
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.
-
МАГНИТНАЯ ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ (1 X)CUCR1.5SB0.5S0.5SE3.5 – XCUCR2S0.5SE3.5
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=00.5). 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.
-
МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ТВЕРДОГО РАСТВОРА BI2TE2.7SE0.3 N-ТИПА ПРОВОДИМОСТИ, ПОЛУЧЕННЫЕ СПИННИНГОВАНИЕМ РАСПЛАВА
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 100700 K. Проведено сравнение термоэлектрических свойств этих образцов со свойствами образца, полученного экструзией механически измельченного слитка. Максимальная термоэлектрическая добротность исследованных материалов ZT 0.9.
-
МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ МОНОКЛИННОГО ZRO2 ПРИ КОНТАКТЕ YSZ И CUO
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 CuOYSZ 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.
-
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
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.
-
МЕХАНОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ В СИСТЕМАХ NB–AL–SI, NB–AL–SI–С
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 NbAlSi и NbAlSiС. 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.
-
МИКРОСТРУКТУРА И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ПОКРЫТИЙ ИЗ КАРБИДОВ ТАНТАЛА, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ РЕАКЦИОННОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ
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 TaCF 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.
-
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФЕКТОВ НА ЭЛЕКТРОННУЮ СТРУКТУРУ В НАНОКЛАСТЕРАХ КРЕМНИЯ
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.
-
МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА БЕСКОНЕЧНО ДЛИННОГО НИТЕВИДНОГО КРИСТАЛЛА
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.
-
МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ, СОСТАВ И СТРУКТУРА НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЕНОК, ВЫРАЩЕННЫХ НА INP ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ V2O5
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.
-
НАНОДЕФЕКТЫ НА ПОВЕРХНОСТИ TLGASE2 DY
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 TlInGaSe определенную роль могут играть межслоевые нанодефекты на основе Dy и DyGa2.
-
НАНОКОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ОПАЛОВЫХ МАТРИЦ, ЗАПОЛНЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ НАНОЧАСТИЦАМИ
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 NiFe и CoFe); 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).
-
НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОРОШКИ VCY В ОБЛАСТИ ГОМОГЕННОСТИ НЕУПОРЯДОЧЕННОЙ КУБИЧЕСКОЙ ФАЗЫ
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 6001200°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 600800°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.
-
НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЕ И МОДИФИЦИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ВАКУУМНО-ДУГОВЫХ ПОКРЫТИЙ TIN ВВЕДЕНИЕМ В ИХ СОСТАВ НИКЕЛЯ
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 TiNNi при формировании ионно-плазменных вакуумно-дуговых покрытий. Показано, что введение никеля измельчает размер кристаллитов TiN с 120100 до 1518 нм. При этом происходит переход от столбчатой структуры, характерной для PVD-покрытий TiN, к равноосной. До концентрации 1213 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 (812 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 TiNNi (от 2.8 до 12 ат. % ). Полного истирания покрытий не происходит вплоть до нагрузки 90 Н, что говорит об их высокой адгезионной/когезионной прочности.
-
НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ПОРИСТЫХ УГЛЕРОДНЫХ МАТРИЦ, НАПОЛНЕННЫХ КРИСТАЛЛИТАМИ ГИДРОКСИДА НИКЕЛЯ
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 (6001300 м2/г) и пористости (0.41.6 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.
-
НАНОЧАСТИЦЫ СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ МАТРИЦЕ
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.