Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 61, № 5–6 (2025)
Статьи
Магнетотранспортные свойства монокристаллического n-CdAs2 при высоком давлении
Аннотация
Электросопротивление и поперечное магнетосопротивление (МС) монокристалла n-CdAs2 измерялись при давлении до 50 ГПа и комнатной температуре. С увеличением давления увеличивается отрицательное баросопротивление, возрастающее с магнитным полем и достигающее максимума в 8% при 1 Тл. Обнаружен резкий рост отрицательного МС в области давлений, предшествующих структурным изменениям. Измеренные свойства позволили впервые идентифицировать новый структурный фазовый переход I рода, наблюдающийся в окрестности 35 ГПа при компрессии и в области 20 ГПа при декомпрессии. Барический гистерезис шириной 15 ГПа свидетельствует о наличии метастабильной высокобарической фазы и сосуществовании низко- и высокобарической фаз в широком интервале давлений.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):269-274
269-274
Получение и электрофизические свойства сэндвич-структур на основе “чернил” из квантовых точек PbS, покрытых тиогликолевой кислотой, для ИК-фотодетекторов
Аннотация
Разработана методика получения, исследованы структурные и электрофизические свойства сэндвич-структур типа электрод из оксида индия-олова (ITO) – конденсат коллоидных квантовых точек (КТ) PbS–Al-электрод (ITO – КТ PbS – Al). Отличительной особенностью используемых коллоидных КТ PbS является их синтез в воде с применением короткоцепочечного лиганда – молекулы тиогликолевой кислоты (TGA). Такой подход сразу обеспечивает создание проводящей пленки КТ без трудоемкой процедуры замены лиганда. Обнаружено, что обработка КТ PbS в растворе йодидом калия приводит к формированию фрагментов конденсатов в виде упорядоченных сверхрешеток. Показано, что проводимость сэндвич-структуры ITO – КТ PbS–Al преимущественно определяется барьером Шоттки, возникающим на границе пленка КТ PbS/Al-электрод. Вольт-амперная характеристика проанализирована с использованием уравнения Шокли для идеального диода. Обнаружено, что обработка КТ PbS в растворе йодидом калия приводит к улучшению параметра идеальности диода. Сделано заключение, что сэндвич-структуры ITO–КТ PbS–Al-электрод потенциально могут быть использованы как основа для ИК-фотодетекторов на основе КТ.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):275-283
275-283
Термостабильная графитовая фольга на основе терморасширенного графита, полученного из интеркалированных соединений графита с азотной и ортофосфорной кислотами
Аннотация
В работе получена графитовая фольга (ГФ) из терморасширенного графита на основе интеркалированных соединений графита (ИСГ) с азотной кислотой IV, III, II ступеней и ИСГ с азотной и ортофосфорной кислотами. Структура полученных ИСГ и образование определенной ступени, а также внедрение фосфорной кислоты подтверждались методом рентгенофазового анализа. Морфология промежуточных продуктов (окисленного графита и терморасширенного графита) и конечной ГФ исследовалась методом сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией. Подтверждено наличие фосфора в промежуточных продуктах и ГФ на основе ИСГ с азотной и фосфорной кислотами. Термический анализ показал большую термическую устойчивость на воздухе при повышенной температуре ГФ на основе ИСГ с азотной кислотой IV ступени в сравнении со II ступенью, а также значительное увеличение термической устойчивости ГФ на основе ИСГ с азотной и фосфорной кислотами.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):284-290
284-290
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез, механическая активация и искровое плазменное спекание в системе 2Ni–Ti–Al
Аннотация
Фаза Гейслера Ni2TiAl синтезирована двумя методами – самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (СВС) и искровым плазменным спеканием (ИПС). Активация смеси 2Ni + Ti + Al продолжительностью 5 мин позволила реализовать полное сгорание образца. При увеличении продолжительности механоактивации (МА) образцы не догорали до конца. Фаза Гейслера Ni2TiAl является основной в продуктах СВС. Максимальное значение удельной намагниченности зафиксировано у исходной смеси 2Ni + Ti + Al, максимальная коэрцитивная сила – у смеси, активированной 30 мин. По результатам элементного анализа и РФА, в составе компактных образцов, полученных ИПС, преобладает фаза Гейслера Ni2TiAl. По результатам РФА, в составе компактного образца, полученного ИПС после МА в течение 5 мин, зафиксированы рефлексы единственной фазы – Ni2TiAl. Компактный образец, полученный из смеси, активированной 10 мин, обладает максимальной микротвердостью и плотностью. Минимальная микротвердость зафиксирована у спеченного образца после МА смеси 2Ni + Ti + Al в течение 5 мин. Компактные образцы, полученные из МА-смеси (5 мин) и из продуктов синтеза МА-смеси 2Ni + Ti + Al (5 мин), обладают минимальными значениями плотности.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):291-300
291-300
Закономерности синтеза карбонитрида титана из гранулированной шихты в бомбе постоянного давления и в проточном реакторе
Аннотация
Получение карбонитрида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в течение десятилетий выполнялось путем сжигания порошковой смеси в атмосфере азота при высоком давлении (до 80 атм). В данной работе впервые выполнено исследование синтеза карбонитрида титана в бомбе постоянного давления из гранулированных смесей. Исследована зависимость содержания азота в карбонитриде от условий синтеза из смесей Ti + 0.5C и TiC + Ti: давление газа в процессе синтеза, комбинации низкого давления при сгорании смеси и более высокого при остывании образца. Проведено сравнение карбонитридов титана, синтезированных из гранулированных смесей в бомбе постоянного давления и в проточном реакторе при давлении, не превышающем 1 атм. Химический анализ показал, что содержание азота в продукте, полученном в бомбе постоянного давления, достигает 5.1% (под давлением 16 атм), а в проточном реакторе (перепад давлений 1 атм) – 8%. Замена исходного состава Ti + 0.5C на TiC + Ti привела к повышению содержания азота в продукте из бомбы постоянного давления до 9%, а из проточного реактора – до 9.4%. Синтез карбонитрида титана из гранулированной шихты в проточном реакторе не требует высокого давления азота, обеспечивает получение карбонитрида, близкого по составу к TiC0.5N0.5, и является перспективным для масштабирования процесса.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):301-311
301-311
Синтез карбонила железа методом индукционной потоковой левитации
Аннотация
В работе изучен новый подход к получению карбонила железа Fe(CO)5, предлагающий более устойчивую и менее энергоемкую альтернативу традиционным методам получения карбонилов металлов — индукционную потоковую левитацию (ИПЛ). Технология ИПЛ позволяет проводить процесс при относительно низком давлении (~5 бар) для этого процесса. Для оптимизации получения карбонилов металлов реакционная установка модернизирована с использованием криоловушки, представляющей собой кварцевую ампулу, погруженную в сосуд Дьюара, с поддерживаемой температурой на уровне –40°C при помощи термостата. В ходе экспериментов состав образующейся газовой смеси анализировался методами газовой хроматографии и масс-спектрометрии, что позволило проводить высокоточную идентификацию и мониторинг синтезируемого продукта непосредственно в процессе реакции.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):312-316
312-316
Влияние катионного состава водного электролита на емкость электроосажденного диоксида марганца
Аннотация
Электрохимические свойства пленки диоксида марганца, полученной в результате электрохимического осаждения из 1 М MnSO4 + 1 М LiClO4, исследованы в 0.5 М водных растворах Li2SO4, Na2SO4 и K2SO4. Структурные характеристики и элементный состав образцов МnO2 изучены методами рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Электрохимические характеристики электродов определены методами циклической вольт-амперометрии, гальваностатического заряда-разряда и импедансной спектроскопии. Установлено, что удельная емкость наночастиц MnO2 зависит от состава водного электролита. Во всех растворах у электродов MnO2 реализуется смешанный механизм накопления заряда. Показано, что при низких скоростях развертки 1 мВ/с наибольшая емкость электрода 426 Ф/г наблюдается в 0.5 М растворе Na2SO4.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):317-324
317-324
Анализ высокочистых кадмия, теллура и сурьмы методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с использованием адекватных образцов сравнения
Аннотация
Показаны возможности учета неспектральных влияний, снижения пределов обнаружения (сmin) и количественного определения (сlim) моделированием матричного состава образцов сравнения (адекватные образцы сравнения – АОС) при инструментальном определении примесей методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС ИСП) на примере высокочистых кадмия, теллура и сурьмы. Изучены зависимости относительного стандартного отклонения результата измерения от концентрации лимитируемых примесей (Ag, As, Au, Pb, Sb, Se, Sn и Te) в присутствии разных матриц. Величины сmin и сlim оценены вероятностным и статистическим способами. Применение АОС позволило снизить сmin и сlim в 2–10 раз по сравнению с водными образцами сравнения. С использованием разработанных АЭС ИСП-методик возможен контроль производства высокочистых стратегически важных материалов; методики позволяют определять Ag, As, Au, Pb, Sb, Se, Sn и Te в кадмии, теллуре и сурьме с сlim в диапазоне от n × 10–6 до n × 10–4 мас.%, что удовлетворяет требованиям ТУ к материалам квалификации 3–4N (000–0000).
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):325-333
325-333
Синтез ситаллов из силикатных расплавов ликвирующей системы LiAlSi 2O 6–Na2SO4–NaF
Аннотация
Охарактеризован отход переработки сподуменового концентрата, полученного из руды Кольского полуострова, проведена оценка его кристаллизационных свойств и установлена возможность получения стеклокристаллических материалов на его основе без использования традиционных природных ресурсов и с минимальным добавлением минерального сырья. На основе отхода переработки сподуменового концентрата с использованием технологии двухступенчатой термообработки получены ситаллы с физико-механическими свойствами, сопоставимыми с промышленными шлакоситаллами (плотность — 2.63 и 2.61 г/см3, микротвердость — 7.08 и 7.24 ГПа соответственно). Добавка SiO2 и CaO к отходу переработки сподуменового концентрата позволяет изменить целевую кристаллическую фазу на анортит, что позволит повысить температурную устойчивость и огнестойкость ситалла. Установлено, что эффективным катализатором кристаллизации в исследуемой системе CaO–Al2O3–SiO2 является фтор в количестве 1–2 мас.%. По совокупности физико-механических свойств полученные ситаллы могут быть рекомендованы для производства строительных материалов.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):334-345
334-345
Структурные особенности двухслойного манганита La1.4Sr1.6(Mn0.9Co0.1)2O7
Аннотация
Методом оптической зонной плавки выращены монокристаллы La1.4Sr1.6(Mn1–xCox)2O7 (x = 0, 0.1). Методом дифракции исследованы кристаллические структуры полученных образцов, впервые определена кристаллическая структура фазы La1.4Sr1.6(Mn0.9Co0.1)2O7. Частичное замещение марганца на кобальт в структуре La1.4Sr1.6Mn2O7 приводит к искажению (вытягиванию вдоль оси с) кислородных октаэдров MO6. Параметр ян-теллеровских искажений в структуре La1.4Sr1.6Mn2O7, по нашим расчетам, составил ΔJT = 1.0396, а в структуре La1.4Sr1.6(Mn0.9Co0.1)2O7 ΔJT = 1.0193. Отличное от 1 значение параметра ян-теллеровских искажений говорит о наличии искажений в октаэдрах MnO6 и MO6 (M–Мn/Co) и, как следствие, о возможном эффекте Яна–Теллера.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):346-351
346-351
Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства перовскитной керамики (Na0.5–xBaBi0.5)TiO3
Аннотация
Изучены параметры кристаллической структуры, диэлектрические и локальные пьезоэлектрические свойства керамических твердых растворов (Na0.5–xBaxBi0.5)TiO3 (x < 0.1), модифицированных добавкой CuO. Объем псевдокубической перовскитной ячейки увеличивается с увеличением x. Температура фазовых переходов, определяемая пиками диэлектрической проницаемости, смещается от ~600 до 400 K с увеличением x до 0.04. Повышение эффективного значения локального пьезоэлектрического коэффициента d33, наблюдаемое для образцов с x = 0.08, коррелирует с повышением диэлектрической проницаемости при комнатной температуре, подтверждая положительное влияние модифицирования катионами Ba2+ на функциональные свойства керамики NBT.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):352-359
352-359
Фотокаталитические свойства соединений Bi2GeO5 и Bi2SiO5, полученных кристаллизацией расплава
Аннотация
Исследованы фотокаталитические свойства метастабильных висмутсодержащих соединений со структурой Ауривиллиуса Bi2GeO5 и Bi2SiO5, полученных кристаллизацией из расплава. Синтезированные образцы являются однофазными и проявляют электрохимическую активность в УФ (365 нм) и видимой (450 нм) областях спектра. Лучшие характеристики проявляются при облучении УФ-светом. Наибольший фототок проявляется при потенциале 1.5 В. Дополнительно была исследована скорость реакции разложения паров ацетона под действием видимого света (450 нм) и УФ-излучения (365 нм). Размолотые образцы показывают более высокие значения скорости разложения, чем объемные, что объясняется более развитой поверхностью молотого материала. При сравнении образцов, прошедших перемалывание, обнаружено, что при видимом освещении германат висмута демонстрирует более высокую скорость разложения паров ацетона (0.046 мкмоль/мин), чем силикат (0.039 мкмоль/мин). Однако при УФ-излучении показатели эффективности Bi2SiO5 и Bi2GeO5 близки друг к другу (0.152 и 0.159 мкмоль/мин).
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):360-369
360-369
Влияние количества поливинилпирролидона на особенности формирования, адсорбционные и фотокаталитические свойства нанокомпозитов ZnO–Zn3(VO4)2
Аннотация
В работе полимерно-солевым методом синтезированы нанокомпозиты ZnO–Zn3(VO4)2 и исследованы их кристаллическая структура, морфология, адсорбционные и фотокаталитические свойства. Установлено, что полученные пористые оксидные композиты обладают фотокаталитическими свойствами и состоят из нанокристаллов ZnO и Zn3(VO4)2, имеющих размер 20–40 нм. Кинетика адсорбции молекул органического красителя из водных растворов на поверхность нанокомпозитов описывается уравнением псевдовторого порядка. Установлено, что увеличение содержания в исходных золях поливинилпирролидона с 14.9 до 47.2 мас.% приводит к уменьшению размера формирующихся кристаллов ZnO и повышению скорости фотокаталитического разложения красителя. Показано, что кинетика фотокаталитического разложения в растворе красителя Chicago Blue Sky хорошо описывается уравнениями псевдопервого и псевдовторого порядков. Синтезированные пористые нанокомпозиты перспективны для применения в фотокаталитических системах очистки воды от органических загрязнений.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):370-378
370-378
Состав и физико-химические свойства природных диатомитов
Аннотация
В работе представлены результаты исследования химического и минералогического состава пяти месторождений диатомитов Республики Армения. По данным рентгенофазового анализа, основными фазами являются опал, α-кварц и кристобалит. Показано, что аморфный кремнезем, представленный рентгеноструктурной разновидностью опала, составляет 34.99–81.0% от общего количества кремнезема диатомитов. Методом БЭТ по низкотемпературной адсорбции азота определены их удельные поверхности. По изотермам адсорбции паров воды и бензола изучены адсорбционно-структурные характеристики диатомитов и на их основе рассчитаны параметры пористой структуры. Выявлено, что диатомиты в основном обладают макропористой структурой.
Неорганические материалы. 2025;61(5–6):379-384
379-384