ТОМ 98, № 4 (2025)

Методом спекания вблизи температуры размягчения используемого стекла успешно синтезированы стеклокерамические композиты, состоящие из малощелочного алюмоборосиликатного стекла и титаната бария, смешанных в различных пропорциях. Исследованы электрические характеристики образцов в микроволновом диапазоне. Cинтезированные образцы по данным рентгенофазового анализа представляют собой смесь титаната бария и аморфной фазы, а также, при определенных режимах термообработки, продуктов кристаллизации стекла (SiO2 – кварц и тридимит) и его взаимодействия с сегнетоэлектрическим наполнителем (Ba2TiSi2O8 – фресноит). Уровень диэлектрической проницаемости исследованных образцов стеклокомпозитов, измеренный на частоте 1 ГГц, составил от 9,2 до 25,0 при тангенсе угла диэлектрических потерь 0,007…0,012.

Синтезирована керамика на основе иттрий-алюминиевого граната, легированного ионами рутения. Путем нереактивного спекания нанокристаллических порошков, сформированных методом химического соосаждения, получены керамические образцы. Методами рентгенофазного анализа (РФА) и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX) показано, что матрица иттрий-алюминиевого граната может вмещать 0,5 ат. % катионов рутения без формирования вторичных фаз и примесей. Небольшие отклонения от стехиометрии состава не влияют на встраивание рутения в структуру иттрий-алюминиевого граната. Изменение валентности спекающей добавки также не оказало влияния на растворимость ионов рутения в керамическом материале.

Для аморфных наноразмерных тонких пленок (InSe)20(GaSe)80 и (InSe)50(GaSe)50 выполнены фазовый и элементный анализ, а также проведены исследования морфологии поверхности. Исследования оптического пропускания тонких пленок позволили установить, что для данных составов поглощение соответствует непрямым разрешенным переходам в соответствии с моделью Тауца, при этом значения оптической ширины запрещенной зоны равны Eg = 1,26 эВ для (InSe)20(GaSe)80 и 1,07 эВ – для пленок (InSe)50(GaSe)50.

Исследована возможность получения порошка СeO2 методом обратного осаждения и определены его основные физико-химические свойства. Так, содержание CeO2 в полученных продуктах составляет 99,2 % (по массе). Основной фазой является диоксид церия с кубической решеткой. Средний размер частиц порошка составляет ?42 мкм, а удельная площадь поверхности – ?38,6 м2/г. В результате нагрева материала от 50 до 1200 ?С происходит потеря массы 18 %, которая сопровождается эндотермическими эффектами с пиками на кривой ДТА при температурах 144, 280 и 374 °С. Возможность модернизации свойств полученного порошка, в частности морфологии, и определение области наиболее подходящего применения могут стать темой дальнейших исследований.

Представлены результаты исследования по разработке фритты безгрунтовой эмали, обладающей повышенной химической устойчивостью к кислотам и щелочам, предназначенной для защиты стальных трубопроводов. В состав фритты был введен оксид цинка, который способствует повышению стойкости благодаря более высокой энергии химической связи иона с кислородом, по сравнению с ионами щелочных металлов. При этом содержание ZnO в количестве до 10 масс. % позволяет снизить температуру текучести фритты. Экспериментальная фритта соответствует стандартным требованиям по растекаемости (45 мм) и температурному коэффициенту линейного расширения (112?10–7 К–1). Введение оксида цинка в количестве 5 масс. % в промышленную боросиликатную эмаль приводит к увеличению ее химической стойкости в 4 раза к кислотам и в 8 раз – к щелочам, по сравнению с традиционной промышленной фриттой.

Проведено исследование возможности термической переработки отхода химической промышленности – фосфогипса. Показано, что при высушивании фосфогипса происходит частичная дегидратация двуводного сульфата кальция, при прокаливании при температурах 600…1200 ?С – полная дегидратация. Установлено, что после термообработки ниже 800 ?С образцы активно поглощают влагу. При термической обработке фосфогипса в присутствии восстановителя наблюдаются два эндотермических эффекта, связанных с последовательной дегидратацией CaSO4?2H2O, и широкий пик экзотермического эффекта, обусловленный термической деструкцией восстановителя и процессом формирования сульфида кальция из фосфогипса. Термообработанные в присутствии восстановителя образцы фосфогипса приобретают способность испускать желто-оранжевое свечение под действием излучения ультрафиолетового диапазона. Синтезированные пигменты могут быть использованы для получения лакокрасочных материалов на водной основе.

Исследованы возможности получения шамотных тиглей для пробирного анализа руд с высокими качественными показателями на основе наиболее высокосортного местного сырья Узбекистана – каолина марки AKF-78 и шамота, полученного из данной марки каолина. В целях повышения физико-технических показателей шамотных тиглей в состав масс вводили предварительно обожженный отработанный катализатор Шуртанского газохимического комплекса (ШГХК), содержащий в своем составе 90,22 % Al2O3. Оптимальная масса с содержанием 8 % глиноземсодержащего отхода выдерживает более 11 – 13 выплавок без разъедания, а термостойкость образцов увеличивается до 8 теплосмен. При этом количество образовавшегося муллита после обжига при 1420 ?С заметно растет. Разработка направлена на использование местных материалов и переработку промышленных отходов, что соответствует целям устойчивого развития за счет сокращения отходов и эффективного использования минеральных ресурсов.