Vol 51, No 1 (2025)

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур Y8Rh12Sn20-oS40 (a = 4.387 Å, b = 26.212 Å, c = 7.155Å, V = 822.77 Å3), Lu16Zn20Ge24-oS60 (a = 4.179 Å, b = 18.368 Å, c = 15.050 Å, V = 1155.24 Å3), Ba8Ir16In52-oS76 (a = 4.485 Å, b = 29.052 Å, c = 13.687 Å, V = 1783.63 Å3) с пространственной группой Cmc21 (36). Для Y8Rh12Sn20-oS40 установлены 18 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 1 (1 вариант), N = 2 (11 вариантов), N = 3 (6 вариантов). Рассматривается вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров в виде сдвоенных тетраэдров K6 = 0@6(YSn3Rh2) и тетраэдров K4 = 0@4(YSn2Rh). Для Lu16Zn20Ge24-oS60 установлены 66 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 1 (1 вариант), N = 2 (25 вариантов), N = 3 (20 вариантов) и N = 4 (20 вариантов). Рассматривается вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки трех атомных кластеров-прекурсоров K3(D1) = 0@3(Lu Ge2), K3(D2) = 0@3(Lu Zn Ge), K3(D3) = 0@3(Lu Zn Ge), K3(D4) = 0@3(Lu Zn Ge), K3(D5) = 0@3(GeZn2). Для Ba8Ir16In52-oS76 установлены 129 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 2 (36 вариантов) и N = 3 (103 варианта). Рассматривается вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: пентагональных пирамид K6 = 0@6(BaIn5), тетраэдров K4a = 0@4(BaRhIn2) и тетраэдров K4b = 0@4(Rh2In2), колец K3 = 0@4(RhIn2) и атомов-спейсеров In. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки кристаллической структур Y8Rh12Sn20-oS40, Lu16Zn20Ge24-oS60, Ba8Ir16In52-oS76 из кластеров-прекурсоров K3, K4, K6 в виде: первичная цепь → слой → каркас.

Исследована зависимость линейных коэффициентов ослабления рентгеновского и гамма-излучения (ЛКОИ) в диапазоне энергий квантов Е, от 0.2 до 3.0 МэВ оптическими стеклами кроновой группы от их плотности при ее изменении от 2.21 до 4.61 г/см³. Базой для исследования служили как литературные данные по ЛКОИ стекол, так и полученные в настоящей работе. Для этого были рассчитаны массовые коэффициенты ослабления излучения (МКОИ) оксидами, используемыми в производстве кроновых стекол. Было установлено, что базовые оксиды (SiO₂, B₂O₃, P₂O₅, Na₂O, K₂O, CaO, ZnO, Al₂O₃), входящие во все типы кроновых стекол (ЛК, К, ФК, ТФК, БК, ТК, СТК), характеризуются сравнительно слабой зависимостью МКОИ от Е. В отличие от этого более “тяжелые” оксиды (PbO, Ta₂O₅, La₂O₃, BaO, CdO, Y₂O₃, ZrO₂), применяемые для получения стекол БК, ФК, ТФК, ТК и СТК определенных марок, демонстрируют сильную зависимость МКОИ от Е в диапазоне энергий от 0.2 до примерно 1.0 МэВ, а в области более высоких энергий квантов – близкую к таковой для базовых оксидов. Показано, что для излучений с Е, равными 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0 и 3.0 МэВ значения ЛКОИ стекол кроновой группы хорошо укладываются на прямые линии в зависимости от плотности, углы наклона которых уменьшаются с ростом Е. Выведены уравнения, описывающие эти прямые линии, позволяющие с хорошей точностью рассчитать ЛКОИ стекол по их плотности. У некоторых марок стекол типа БК, ТК и СТК при значениях Е от 0.2 до 0.4 (0.5) МэВ значения ЛКОИ располагаются ниже названных прямых. Это объяснено различием в номенклатуре и концентрациях “тяжелых” оксидов в этих стеклах и в ближайших к ним по плотности стеклах других марок, у которых значения ЛКОИ хорошо укладываются на прямые линии. При значениях Е от 0.5 (0.6) до 3.0 МэВ никаких отклонений значений ЛКОИ этих стекол от прямых линий не наблюдается.

В работе представлена методика определения степени кристобалитизации синтетической крупки диоксида кремния особой чистоты, полученной из тетраэтоксисилана по золь-гель-технологии, методом ИК-Фурье-спектроскопии с использованием приставки нарушенного полного внутреннего отражения. Представлены результаты измерения степени кристобалитизации синтетической крупки диоксида кремния особой чистоты производства ПАО ПНППК. Показана линейная зависимость степени кристобалитизации от размера зерен кристобалитной крупки.

Получены наночастицы SiO2, модифицированные тремя бифункциональными силанами: 3-(триметоксисилилпропил)метакрилатом, бис[3-(триметоксисилил)пропил]амином и винилтриэтоксисиланом. Успешное прохождение модификации было подтверждено методами ИК‑спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии. С целью получения покрытий с повышенной гидрофобностью модифицированные наночастицы SiO2 были введены в циклоалифатическую эпоксидную смолу. Для улучшения физико-механических свойств в состав покрытия с 30 мас. % модифицированных наночастиц SiO2 были введены наполнители: слюда-мусковит и диоксид титана. Показано, что наиболее перспективной добавкой для получения гидрофобных покрытий являются модифицированные бис[3-(триметоксисилил)пропил]амином наночастицы SiO2. При их введении в эпоксидно-полиметилметоксисилсесквиоксановую матрицу в количестве 40 мас. % наблюдался наибольший краевой угол смачивания – 116°.

In this work, experimental results on the production of bulk samples of Ti-Al-B4C materials by cold gas-dynamic spraying from a mixture of single powders in a system of separately working dispensers, followed by heat treatment, are presented. Parameters have been studied and tested that allow for the development of effective methods for creating products using additive technology. It has been practically and theoretically demonstrated that metallic ductile particles in the composition of the prototype workpiece, formed by the method of cold gas-dynamic spraying, can act as a precursor component for the formation of high-temperature borides and titanium carbides, which after heat treatment leads to the strengthening of the bulk composite material with no significant shrinkage, maintaining low porosity and continuity of the structure.

Жидкофазными методами совместного осаждения гидроксидов и совместной кристаллизации азотнокислых солей синтезированы высокодисперсные порошки состава (СеO2)1–x(Dy2O3)x (х = 0.05, 0.10, 0.15, 0.20). На их основе получена керамика, представляющая собой кубические твердые растворы типа флюорита с ОКР ~ 90 нм (1300 °С) с открытой пористостью в интервале 2–14% и кажущейся плотностью 6–7 г/см³. Исследовано влияние методов синтеза и спекающих добавок на физико-химические и электрофизические свойства керамики. Установлено, что полученная керамика обладает преимущественно ионным типом электропроводности (числа переноса ионов ti = 0.78–0.96 в интервале 300–700 °С). Электропроводность в твердых растворах осуществляется по вакансионному механизму и достигает значения σ700 °С = 0.43 · 10–2 См/см. По своим физико-химическим свойствам (плотность, открытая пористость, тип и механизм удельной электропроводности) полученные керамические материалы перспективны в качестве твердооксидных электролитов для среднетемпературных топливных элементов.

Изучены морфология, особенности структуры и оптические свойства пленок оксида цинка различной толщины, синтезированных посредством термиче­ского окисления в атмосфере воздуха поликристаллических слоев цинка толщиной 10, 20, 40, 50, 60, 80 нм, полученных методом магнетронного напыления на стеклянных подложках. Проанализировано влияние толщины исходных слоев и размеров кристаллов цинка на характеристики кристаллической структуры и свойства получаемых пленок оксида цинка, а также закономерности приближения его оптической ширины запрещенной зоны и параметров кристаллической решетки к значениям для объемных кристаллов ZnO с увеличением толщины пленки.