Научная статья на тему 'МИКРОСТРУКТУРА И УПРУГИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ LixNa1-xTayNb1-yO3 и LixNa1-xNbO3, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ'

МИКРОСТРУКТУРА И УПРУГИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ LixNa1-xTayNb1-yO3 и LixNa1-xNbO3, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
140
57
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
твердые сегнетоэлектрические растворы высокого давления / микроструктура / модуль Юнга / ferroelectric high pressure solid solutions / microstructure / Yong modulus

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Палатников Михаил Николаевич, Щербина Ольга Борисовна, Ефремов Вадим Викторович, Сидоров Николай Васильевич, Салак Андрей Николаевич

Исследованы особенности микроструктуры и упругие свойства сегнетоэлектрических керамических твердых растворовLixNa1-xTayNb1-yO3 и LixNa1-xNbO3 со структурой перовскита, полученных при высоком давлении (6 ГПА),в зависимости от состава и температуры синтеза. Показано, что величина модуля Юнга для составов твердыхрастворов высокого давления LiхNa1-хNbO3, относящихся к особым концентрационным точкам (хi = 0.125 и 0.25;отношение Li/Na = 1/7 и 1/3), с увеличением температуры спекания существенно возрастает, а для твердых раствороввысокого давления Li0.17Na0.83TayNb1-yO3 заметно уменьшается, что, по-видимому, связано с особенностямиперекристаллизации упорядоченных и неупорядоченных твердых растворов в условиях синтеза при высокихдавлениях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Палатников Михаил Николаевич, Щербина Ольга Борисовна, Ефремов Вадим Викторович, Сидоров Николай Васильевич, Салак Андрей Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MICROSTRUCTURE AND ELASTIC PROPERTIES OF LixNa1-xTayNb1-yO3 AND LixNa1-xNbO3 CERAMIC SOLID SOLUTIONS OBTAINED AT HIGH PRESSURE

Microstructure and elastic properties features have been researched for ferroelectric ceramic solid solutions LixNa1-xTayNb1-yO3 and LixNa1-xNbO3, with perovskite structure obtained at high pressure (6 GPa) in dependence on composition and synthesis temperature. It was revealed that Yong modulus value for the high pressure solid solutions with the compositions belonging to the specific concentration points (хi = 0.125 and 0.25; ratio Li/Na = 1/7 and 1/3) increases significantly with the rise in temperature and for high pressure solid Li0.17Na0.83TayNb1-yO3 solutions it decreases noticeably. This is probably connected with peculiarities of re-crystallization of ordered and disordered solid solutions in conditions of synthesis at high pressure.

Текст научной работы на тему «МИКРОСТРУКТУРА И УПРУГИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ LixNa1-xTayNb1-yO3 и LixNa1-xNbO3, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ»

Сведения об авторах

Палатников Михаил Николаевич,

д.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, palat_mn@chemy.kolasc.net.ru Маслобоева Софья Михайловна,

к.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, maslo_sm@chemy.kolasc.net.ru Бирюкова Ирина Викторовна,

k. т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, Granatira@mail.ru

Арутюнян Лариса Геннадьевна,

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН,

г.Апатиты, Россия

Кравченко Оксана Эдуардовна,

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, oksana@chemy.kolasc.net.ru

Palatnikov Mikhail Nikolayevich,

Dr.Sc. (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, palat_mn@chemy.kolasc.net.ru Masloboeva Sofia Mikhaylovna,

PhD (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, maslo_sm@chemy.kolasc.net.ru Biryukova Irina Viktorovna,

PhD (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, Granatira@mail.ru Arutyunyan Larisa Gennad’evna,

l. V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia

Kravchenko Oksana Eduardovna,

I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, oksana@chemy.kolasc.net.ru

УДК 546.34.882.4 535

МИКРОСТРУКТУРА И УПРУГИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ LixNa1.xTayNb1.yO3 и LixNai.xNbOs, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ

М.Н. Палатников1, О.Б. Щербина1, В.В. Ефремов1, Н.В. Сидоров1, А.Н. Салак2

1 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия

2 Центр исследований в керамике и композиционных материалах (CICECO), Университет Авейру, 3810-193 Авейру, Португалия

Аннотация

Исследованы особенности микроструктуры и упругие свойства сегнетоэлектрических керамических твердых растворов LixNai-xTayNbi-yO3 и LixNai-xNbO3 со структурой перовскита, полученных при высоком давлении (6 ГПА), в зависимости от состава и температуры синтеза. Показано, что величина модуля Юнга для составов твердых растворов высокого давления LiхNa1-хNbOз, относящихся к особым концентрационным точкам (х = 0.125 и 0.25; отношение Li/Na = 1/7 и 1/3), с увеличением температуры спекания существенно возрастает, а для твердых растворов высокого давления Lio.i7Nao.83TayNbi-yO3 заметно уменьшается, что, по-видимому, связано с особенностями перекристаллизации упорядоченных и неупорядоченных твердых растворов в условиях синтеза при высоких давлениях.

Ключевые слова:

твердые сегнетоэлектрические растворы высокого давления, микроструктура, модуль Юнга.

448

MICROSTRUCTURE AND ELASTIC PROPERTIES OF LixNa1.xTayNb1.yO3 AND LixNai.xNbOs CERAMIC SOLID SOLUTIONS OBTAINED AT HIGH PRESSURE

M.N Palatnikov1, O.B. Shcherbina1, V.V. Efremov1, N.V. Sidorov1, A.N.Salak2

1I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Kola Science Centre of the RAS, Apatity, Russia

2Department of Ceramics and Glass Engineering / CICECO, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal Abstract

Microstructure and elastic properties features have been researched for ferroelectric ceramic solid solutions LixNa1-xTayNb1-yO3 and LixNa1-xNbO3, with perovskite structure obtained at high pressure (6 GPa) in dependence on composition and synthesis temperature. It was revealed that Yong modulus value for the high pressure solid solutions with the compositions belonging to the specific concentration points (x = 0.125 and 0.25; ratio Li/Na = 1/7 and 1/3) increases significantly with the rise in temperature and for high pressure solid Li0.17Na0.83TayNb1-yO3 solutions it decreases noticeably. This is probably connected with peculiarities of re-crystallization of ordered and disordered solid solutions in conditions of synthesis at high pressure. Keywords:

ferroelectric high pressure solid solutions, microstructure, Yong modulus.

Структурный тип перовскита твердых растворов (ТР) LixNa1-;i:TayNb1-yO3 и LixNai_xNbO3 допускает возможность различных деформаций структуры, что определяет сложность и многообразие свойств, большое количество концентрационных фазовых переходов (ФП), в том числе сегнето- и антисегнетоэлектрической природы, а также наличие морфотропных областей [1, 2]. Синтез перовскитных твердых растворов при высоких давлениях (ВД) позволяет повысить степень микроднородности и увеличить диапазон взаимной растворимости компонентов в ограниченных твердых растворах. При этом характер упорядочения структурных единиц твердого раствора может качественно измениться вследствие повышения степени структурного порядка в особых концентрационных точках, а количество таких точек увеличиться вследствие расширения концентрационного интервала взаимной растворимости компонентов. Это создает, особенно в керамике, внутренние напряжения, которые должны отразиться и в упругих свойствах поликристаллических образцов.

С целью изучения влияния режимов термобарической обработки и состава ТР на микроструктуру и упругие свойства методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) проведены микроструктурные исследования керамических ТР ВД LixNai-xNbO3 (х = 0.125, 0.17, 0.25) и ТР ВД LixNai-xTarNbi->,O3 (х = 0.12, у = 0.9; 0.17; у = 0 и 0.5), а также контактным методом измерены модули Юнга образцов, в том числе для ТР ВД Li0.17Na0.83TayNb1.yO3 (0 <у < 0.5).

Синтез керамики ВД LixNa1-xTayNb1-yO3 проводился в два этапа. На первом этапе из порошков оксиднокарбонатной смеси исходных реактивов (оксиды ниобия и тантала, карбонаты натрия и лития) прессовались таблетки, которые проходили обжиг при 900-950°С. Продукт обжига растирали в порошок, который служил шихтой на втором этапе синтеза при высоком давлении.

Для синтеза ТР ВД LixNa1-xNb03 использовали шихту, синтезированную из водных растворов. Исходными компонентами для синтеза являлись фторидный раствор ниобия, водные растворы гидроксидов лития и натрия с заданными концентрациями, 30-35%-й пероксид водорода. Получаемый при выпаривании смеси водных растворов твердый продукт прокаливали на воздухе при 800° C и затем растирали в порошок, который служил исходной шихтой для синтеза ТР LixNa1-xNb03 при высоких давлениях и температурах. Синтез образцов ВД проводился при 6 ГПа и температурах 1100, 1300, 1500°C в течение 3-5 мин с последующим охлаждением под давлением. С помощью СЭМ Hitachi S-4100 и анализатора изображений TixometR, оснащенного программным модулем «Размер зерна», исследовалась микроструктура керамических образцов ТР ВД LixNa1-xTayNb1-yO3 и LixNa1-xNbO3 различного состава, полученных при высоком давлении (6 ГПа) и различной температуре синтеза. Упругие свойства ТР ВД изучались с использованием зондового микроскопа -нанотвердомера «НАНОСКАН».

Типичная микроструктура ТР ВД Li017Na083Nb1-y O3, представленная на рис.1а, б, состоит из отчетливо ограненных зерен изоморфной формы, трех-, четырех- и шестигранных. Внешний габитус отдельных зерен определяется наличием метастабильных морфотропных ромбических фаз разной симметрии (P (Pbcm) и R (Pcmn)) и возможностью их необратимого перехода в стабильную ромбоэдрическую модификацию Rh с симметрией (R3c) [2].

Для образцов, полученных при 7=1100°C, характерна более мелкозернистая структура со средним размером частиц 12.5 мкм2, причем видно, что большая часть кристаллитов примыкает друг к другу по граням без пустот (рис.1а) и в целом материал имеет более плотную микроструктуру. Увеличение температуры спекания образцов состава Li017Na083NbO3 до 7=1500°C приводит к существенному росту отдельных зерен-кристаллитов, нарушению адгезионной прочности между ними и появлению множества микротрещин по граням зерен (рис. 1б). Средний размер зерна увеличивается до 23.1 мкм2 (табл. 1).

449

а

б

Рис. 1. Микроструктура образцов состава Li0.nNa083NbO3 (6ГПа, 3 мин):

а - температура спекания 1100°C; б - температура спекания 1500°C

Таблица 1. Количественный анализ микроструктуры ТР ВД Li0.i7Nao.83NbO3

Образец Кол-во зерен n на 1 мм2 Размер зерен S, мкм2 Кол- во, % Средний размер S, мкм2 Стандартное отклонение Доверительный интервал (95%) Абсолют- ная погреш- ность

от до

Li0. i7Na0.83NbO3, синтезирован при 7=1100°C 64283 1.43 10.6 59.5 12.5 10.7 2.31 8.56

10.6 19.9 18.7

19.9 47.5 21.8

Li0.17Na0.83NbO3, синтезирован при 7=1500°С 43297 1.04 9.2 36.5 23.1 26.1 2.89 16.7

9.2 19.3 22.7

19.3 46.6 30.4

46.6 101 8.6

Типичная микроструктура образцов состава Lio.2sNao.7sNbO3 представлена на рис.2а, б.

а б

Рис.2. Микроструктура образцов состава Li02;Naoj;NbO3 (6ГПа, 3 мин):

а - температура спекания 1100°C; б - температура спекания 1500C

Видно, что микроструктура образцов состоит из зерен изоморфной формы с развитой поверхностью и элементами огранки. Для Li0.25Na0.75NbO3, полученного при 7=1100°С, характерно, что края большей части зерен сглажены и четко не выделены. Имеется существенное количество пор. Средний размер зерен 8.38 мкм2 (табл.2).

Таблица 2. Количественный анализ микроструктуры ТР ВД Li025Na075NbO3

Образец Кол-во зерен n на 1мм2 Размер зерен S, мкм2 Кол-во, % Средн. размер S, мкм2 Стандартное отклонение Доверительный интервал (95%) Абсолютная погрешность

от до

Li0.25Na0.'75NbO3 синтезирован при 7=1100°C 119380 1.08 11 74.2 8.38 6.44 1.28 4.74

11 20.8 22.9

20.8 40.6 2.9

Li0.25Na0.'75NbO3 синтезирован при 7=1500°C 46720 1.2 11.1 54.4 19.4 39.7 3.62 17.7

11.1 20.9 31.0

20.9 40.7 12.4

40.7 102 1.7

450

Для образцов, полученных при T=1500°C, характерна более правильная огранка и увеличение среднего размера частиц до 19.4 мкм2, а также появление за счет перекристаллизации крупных зерен ~40 мкм2 (табл.2). При этом зерна между собой имеют четкие границы-грани, примыкающие друг к другу практически без пустот, что говорит о достаточно высокой адгезионной прочности сцепления между отдельными элементами микроструктуры. Наблюдается частичная коалесценция пор по сравнению с образцом, спеченным при 1100° C. В образце прослеживается морфологическая анизотропия (наиболее выраженные вершины зерен развернуты в общем преимущественном направлении) (рис.2б). В этом же направлении среднее значение вытянутости зерен (отношение длины к ширине) L/B=8.3, а в других направлениях L/B ~6. Появление морфологической анизотропии характеризует твердый раствор высокого давления на Li0.25Nao.75NbO3 на микроуровне и позволяет предположить наличие взаимной связи деформации соседних зерен при нагрузке, что не может не отразиться на упругих свойствах материала, в частности, на величине модуля Юнга.

Сравнивая образцы Li025Na075NbO3 и Li017Naa83NbO3, можно говорить о том, что при уменьшении содержания лития в составе ТР LixNa1-xNbO3 увеличивается их способность к рекристаллизации, т.е. происходит рост среднего размера зерен и относительного количества крупных зерен, что демонстрируют рис. 1, 2 и табл.1, 2.

На рисунке 3 представлены величины модулей Юнга керамических ТР ВД LixNa1-xNbO3, синтезированных при различных температурах.

Е, ГПа

1КП

40

(Ч---------.------i------.------1------.------1-------.

0,00 0,15 0,20 0,25 X

Рис.3. Модуль Юнга керамических ТР ВДLixNaI-xNbO3 при Тсинт, °С: а - I500; б - I300; в - II00

Обращает на себя внимание, что величина модуля Юнга для составов ТР ВД LixNa1-xNbO3, относящихся к особым концентрационным точкам (xi = 0.125 и 0.25; отношение Li/Na = 1/7 и 1/3) с увеличением температуры синтеза существенно возрастает, а для ТР ВД Li0.nNa0.83NbO3 заметно уменьшается (рис.3). Это связано с особенностями перекристаллизации упорядоченных и неупорядоченных ТР в условиях синтеза при высоких давлениях. Существенный рост отдельных зерен-кристаллитов, нарушение адгезионной прочности между ними, появление множества микротрещин по граням зерен с увеличением температуры спекания ТР ВД Li017Na083NbO3, по-видимому, и приводит к существенному уменьшению модуля Юнга.

В общем случае к ТР типа (4'xy4"1-x)(B'yB"1-y)O3 при условии размещения катионов А и В по соответствующим подрешеткам можно применить принципы рассмотрения процессов позиционного упорядочения катионов, развитые для бинарных ТР (B'xB"1-x). Предполагается, что упорядочение разносортных атомов в одной подрешетке может происходить в матрице остальных атомов структуры [3, 4]. В работах [4, 5] показано, что в бинарных системах (B'xB"1-x) выделяются особые концентрационные точки xi, которым при полном упорядочении соответствуют различные структуры (сверхструктурные по отношению к полностью разупорядоченной) B'mB"n, где m и n - целые числа. Среди них наиболее простыми и с минимальными по объему сверхструктурными ячейками (а следовательно, наиболее вероятными) оказываются составы x=0.125, x=0.25, x=0.5. Комплексное исследование физических характеристик, фазовых состояний, эффектов структурного упорядочения и концентрационных структурных перестроек в ТР LixNa1-xTayNb1-yO3 подтвердило наличие эффектов ближнего и дальнего порядка и аномалий свойств в области особых концентрационных точек (xi = 0.125, 0.25 и yi = 0.125, 0.25, 0.5, 0.75) при замещении в подрешетке как натрия-лития, так и ниобия-тантала [2-4]. Это относится как к ТР LixNa1-xTayNb1-yO3 нормального, так и к ТР LixNa1-xTayNb1-yO3 высокого давления, в которых в условиях термобарического синтеза расширяется область гомогенности ТР LixNa1-xTayNb1-yO3 со структурой перовскита и достигается особая концентрационная точка xi =0.25 (Li/Na=1/3) [2-4]. С учетом вышеизложенного ТР Li0.17Na0.83TayNb1-yO3 являются разупорядоченными. Разупорядоченные керамические ТР Li0.17Na0.83TavNb1-yO3 становятся более неустойчивыми к механической деформации и хрупкими, что не может ни отразиться на упругих модулях материала. Особенно это заметно при увеличение температуры спекания ТР ВД Li017Na083NbO3, когда модуль Юнга существенно уменьшается. Типичная микроструктура керамических образцов ТР ВД LixNa1-xTayNb1-yO3, содержащих достаточно большое количество тантала (х=0.12 и у=0.9; х=0.17 и у=0.5), представлена на рис.4а, б.

Общая характерная особенность микроструктуры керамических образцов ТР ВД LixNa1-xTayNb1-yO3, содержащих тантал, - наличие хорошо ограненных зерен. Внешний габитус зерен определяется наличием метастабильных ромбических фаз. Так, например, для ТР ВД Li0.12Na0.88Ta0.9Nb0.1O3 полнопрофильный анализ дифракционного спектра показал, что упорядоченные искажения кристаллической решетки связаны с системой поворота кислородных октаэдров типа [a~b+сГ ] [5], приводящие к ромбической структуре (пространственная группа Pnma (N° 62)). Причем проявляются и отдельные зерна шестигранной формы, присущие гексагональной симметрии.

451

а б

Рис.4. Микроструктура ТР ВД (6 ГПа, 1500°С, 3 мин):

а — Li0.17Na0.83Ta0.5Nb0.5Os; б — Li0.12Na0.88Ta0.9Nb0.1O3

Микроструктура керамики Lio.17Nao.83Tao.5Nbo.5O3 морфологически неоднородна (рис.4а), на фоне среднезернистой массы (около 21 мкм2) выделяются отдельные крупные кристаллиты размером более 60 мкм2. Наличие микротрещин и пор между зернами говорит о повышенной хрупкости материала, что, впрочем, характерно для всех образцов ТР Li017Na0.83TayNb1.yO3 с большим содержанием тантала, полученных при температуре спекания 1500°С.

Микроструктура керамики Li0.12Na088Ta0.9Nb01O3 также морфологически неоднородна, но она в среднем более мелкозерниста - средний размер зерен составляет 13.2 мкм2. Разница в размерах зерен не так велика, как в керамике ВД Li0.17Na083Ta0.5Nb05O3 (ср. рис.4а и б). Это связано, по-видимому, с большей тугоплавкостью ТР Li0.12Na088Ta0.9Nb01O3, содержащего существенно большее количество тантала и, как следствие, имеющего меньшую склонность к перекристаллизации при одинаковых условиях синтеза.

Исследование упругих свойств разупорядоченных ТР ВД Li0.17Na0.83TayNb1-yO3 показало, что тенденция уменьшения величины модуля Юнга с увеличением температуры спекания сохраняется и для ТР, содержащих тантал (рис.5).

Рис. 5. Зависимость величины модуля Юнга от содержания тантала в керамических ТР ВД Lio.17Na083TayNb1.yO3, спеченных при различных температурах (6 ГПа, 3 мин)

Зависимость величины модуля Юнга от содержания тантала в керамике ВД Li017Na083TayNb1-yO3 носит сложный характер. В области концентраций тантала у ~0.1 наблюдается заметная аномалия концентрационной зависимости модуля Юнга, что, по-видимому, связано с наличием в этой области концентрационного структурного перехода.

Исследованы микроструктура и упругие свойства керамических ТР ВД LixNa1-xNbO3 и LixNa1-xTayNb1-yO3 (х=0.12, у=0.9; 0.17; у=0 и 0.5) со структурой перовскита. Керамика ТР ВД состоит, в основном, из зерен изоморфной формы с элементами огранки, присущими перовскитной структуре, допускающей существование ромбической и ромбоэдрической симметрии элементарной ячейки. Уменьшение содержания лития в ТР ВД LiхNa1-хNbO3 увеличивает их способность к рекристаллизации. Величина модуля Юнга для составов ТР ВД L^Na^NbO^ относящихся к особым концентрационным точкам (х=0.125 и 0.25; отношение Li/Na=1/7 и 1/3) с увеличением температуры спекания существенно возрастает, а для ТР ВД Li017Na083NbO3 заметно уменьшается. Увеличение температуры термобарического синтеза керамики ВД Li017Na083TayNb1-yO3 приводит к уменьшению величины модуля Юнга.

Литература

1. Hot pressing of sodium lithium niobate ceramic with perovskite-type structures / B. Hardiman, R.M Henson.,

C.P. Peeves, R.R. Zeyfand // Ferroelectrics. 1976. Vol. 12. P. 157-159.

2. Палатников М.Н., Сидоров Н.В., Калинников В.Т. Сегнетоэлектрические твердые растворы на основе оксидных соединений ниобия и тантала. СПб.: Наука, 2002. С. 303.

3. Структурные фазовые переходы в твердых растворах LixNa1_xNbO3, синтезированных при высоких давлениях / Ю.В. Радюш, Н.М. Олехнович, Н.П. Вышатко и др. // Неорганические материалы. 2004. Т. 40, № 9. C. 1110-1114.

4. Эффекты упорядочения и особенности формирования сегнетоэлектрических фаз в твердых растворах со структурой типа перовскита / М.Ф. Куприянов, В.А. Сервули., В.А. Коган, Л.А. Резниченко. Ростов-на-Дону, 1984. 40 с.

5. Хачатурян А.Г. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов. М.: Наука, 1974. 84 c.

452

Сведения об авторах

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Палатников Михаил Николаевич,

д.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, palat_mn@chemy.kolasc.net.ru Щербина Ольга Борисовна,

к.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, shcerbina@chemy.kolasc.net.ru Ефремов Вадим Викторович,

к.т.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН,

г. Апатиты, Россия, efremov@chemy.kolasc.net.ru Сидоров Николай Васильевич,

д. ф.-м.н., Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, sidorov@chemy.kolasc.net.ru

Салак Андрей Николаевич,

к.ф.-м.н., Университет Авейру, Центр исследований в керамике и композиционных материалах (CICECO), 3810-193 Авейру, Португалия, salak@cv.ua.pt

Palatnikov Mikhail Nikolaevich,

Dr.Sc. (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, palat_mn@chemy.kolasc.net.ru Shcherbina Olga Borisovna,

PhD (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, shcerbina@chemy.kolasc.net.ru Efremov Vadim Viktorovich,

PhD (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, efremov@chemy.kolasc.net.ru Sidorov Nikolay Vasilevich,

PhD (Physics and Mathematics), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, sidorov@chemy.kolasc.net.ru Salak Andrei Nikolaevich,

PhD (Physics and Mathematics), Department of Ceramics and Glass Engineering / CICECO, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal, salak@cv.ua.pt

УДК 66.0 + 544.47

РАЗРАБОТКА КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ТИПА «ЯДРО/ОБОЛОЧКА»

С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ИХ НАГРЕВА ПОЛЕМ СВЧ

Е.В. Ребров12

1Тверской государственный технический университет, г.Тверь, Россия

2Университет Уорвик, Ковентри, Великобритания

Аннотация

В последние несколько лет активно развивается технология новых композитных магнитоотделяемых материалов для процессов тонкого органического синтеза в непрерывном потоке. Нами получены композитные материалы NixZni-xFe2O4@SiO2@TiO2 типа «ядро/оболочка» методом золь-гель превращения в несколько этапов. На первом этапе был проведен синтез материала ядра, т.е. NixZni-xFe2O4. Соотношение масс ядро:оболочка варьировали в интервале от 2:1 до 14:1, при этом кристаллы ядра выступали центрами кристаллизации при синтезе материала оболочки. Внешняя оболочка образована оксидом титана (с возможностью варьирования его фазового состава и морфологии) и отделена от ядра тонкой пленкой оксида кремния, необходимой для предотвращения твердофазных реакций на границе раздела. Полученные материалы обладают высокой удельной поверхностью и демонстрируют значения коэффициента тепловыделения в поле СВЧ до 1 Вт/г. Полученные материалы имеют практическое применение в химических процессах и медицине.

Ключевые слова:

СВЧ-нагрев, магнитоотделяемые катализаторы, феррит никеля.

453

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.