Представлены разработка и экспериментальное обоснование технологии получения наномодифицированного цемента на основе клинкера, гипса, микрокремнезема, поликарбоксилатного суперпластификатора и барханного песка. Исследованы оптимальный состав и технологические параметры, обеспечивающие повышенные прочностные и эксплуатационные свойства вяжущего. Были приготовлены серии составов с варьируемым содержанием клинкера и песка при фиксированном количестве гипса (5 %) и модификатора (10 %). Совместный помол в шаровой мельнице в течение 110 мин обеспечил формирование материала с удельной поверхностью 5500…5700 см2/г и средним диаметром частиц 3,5…3,7 мкм. Испытания на прочность показали, что оптимальное содержание клинкера составляет 70…80 %, при этом замещение до 20 % клинкера барханным песком не снижает прочности. В данных условиях 28-суточная прочность образцов достигала 110…115 МПа, что на 25…30 % выше контрольных значений. Установлено, что оптимальное водоцементное отношение (В/Ц = 0,18…0,20) обеспечивает формирование плотной структуры и максимальные прочностные характеристики. Полученные результаты подтверждают перспективность применения наномодифицированного цемента для снижения расхода клинкера, повышения эксплуатационных свойств и экологической устойчивости цементного производства.
Исследованы микроструктура и диэлектрические свойства керамических образцов титаната цинка (MnxZn1-xTiO3), легированных марганцем, в зависимости от концентрации марганца (x = 0,1; 0,3 и 0,5). Анализ дифрактометра подтвердил, что образцы продемонстрировали гексагональную структуру ильменита, что указывает на структурную эволюцию материала. Диэлектрическая проницаемость находилась под влиянием содержания Mn, увеличивалась с повышением температуры и уменьшалась с увеличением частоты. Согласно полученным данным, диэлектрические потери и диэлектрическая проницаемость увеличивались с температурой и уменьшались с частотой. Добавление следовых количеств цинка к титанатной керамике марганца привело к значительному увеличению диэлектрической проницаемости. Замена ионов марганца ионами цинка эффективно улучшила диэлектрические свойства керамических образцов, что подчеркивает их потенциал для перспективных применений.
Исследованы электрические свойства впервые синтезированного твердофазным методом бидопированного оксидного пирохлора состава Bi6/5Mn1/3Ni1/3Ta4/3O6 + ? (пр. гр. Fd-3m, а = 10,5038(9) ?). По данным сканирующей электронной микроскопии керамика характеризуется пористой микроструктурой, образованной хаотически ориентированными зернами продолговатой формы. Средний размер кристаллитов, определенный рентгенографически, составляет 65 нм. Электрические свойства образцов исследованы с помощью анализатора иммитанса при температурах 100…450 ?С в частотном диапазоне 25…106 Гц. Построена электрическая модель образца в виде эквивалентной схемы, на основе которой рассчитаны относительная диэлектрическая проницаемость (?25), тангенс угла диэлектрических потерь (4·10–3 при частоте 106 Гц) и энергия активации сквозной электропроводности (0,7 эВ). Установлены два поляризационных механизма. Электронная поляризация доминирует в области высоких частот. При низких частотах наблюдается ионо-миграционная поляризация, по своим параметрам близкая к теоретической модели Варбурга.
Исследовано влияние химической модификации поверхности монолитного поликарбоната на адгезионную прочность гетерогенных триплексов и на обеспечение устойчивой адгезии между прозрачными химически и физически несовместимыми материалами. Предложено использовать метод химической модификации поверхности в производстве гетерогенного авиационного остекления в целях повышения его эксплуатационной надежности и безопасности.
Свинцово-германатные стекла являются перспективным материалом для создания оптических элементов. Однако получение таких стекол с высокой степенью однородности сопряжено с рядом технологических сложностей. В процессе синтеза может наблюдаться фазовое расслоение, при котором стекло разделяется на несколько аморфных фаз с различным химическим составом, что негативно сказывается на его оптических характеристиках (рассеяние, поглощение). Дополнительные трудности возникают при определении точного состава из-за высокого содержания свинца, способного искажать результаты анализов. Неравномерное испарение компонентов с поверхности стекла и недостаточное перемешивание расплава при синтезе также могут приводить к локальным вариациям состава. Для решения этих проблем предлагается метод картирования химического состава на основе лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (ЛИЭС), позволяющий визуализировать пространственное распределение элементов на поверхности образца. Приведены результаты исследования образцов свинцово-германатных стекол различного состава методом ЛИЭС, а также продемонстрировано различие получаемых результатов в зависимости от метода обработки спектральных данных.
Разработаны технологические решения, позволяющие получать композиционные серосодержащие строительные материалы на основе местного минерального сырья с высоким уровнем технических свойств для эксплуатации в климатических условиях Севера и Арктики. Использование приемов механоактивации минеральных наполнителей серного вяжущего позволяет применять в технологиях серобетонов некондиционное минеральное сырье и получать серобетонные материалы с высоким уровнем физико-механических свойств и с классом прочности до В45. Установлено влияние метода механоактивации минеральных порошков из природного цеолита на формирование структуры бетонов на основе серного вяжущего и отсевов дробления известняков. Исследовано влияние времени активации на свойства разработанных композитов. Показано преимущество использования метода механоактивации минеральных порошков из природного цеолита для получения стабильных серных вяжущих и бетонов на их основе с высоким комплексом технических свойств.
Продемонстрировано формирование оптических волноводов в объеме спеченного нанопористого стекла, предварительно пропитанного раствором нитрата висмута. Изучено влияние режимов лазерного воздействия на величину изменения показателя преломления и интенсивность люминесценции в модифицированных фемтосекундным лазерным пучком треках. Показано, что относительная интенсивность люминесценции сформированных волноводов существенно зависит от концентрации пропитывающего раствора нитрата висмута. Волноводы демонстрируют широкополосную (полная ширина на половине максимума ~150 нм) люминесценцию в ближней инфракрасной области (1200…1500 нм) при накачке на длине волны 808 нм. Это указывает на перспективы применения сформированных волноводов в качестве активной среды волноводных усилителей лазерного излучения.
Исследованы дефекты невытравленных заготовок микроканальных пластин после их механической обработки. Установлено, что при операциях резки и шлифовки появляются дефекты, приводящие к образованию сквозных и несквозных паразитных каналов, а также к деформации каналов, граничащих с обрамлением и на стыке многожильных стеклянных стержней. Установлено, что в основном дефекты возникают на этапе сборки и вытяжки компонентов микроканальных пластин. Показано, что изученные дефекты не влияют на интегральное и локальное электрическое сопротивление заготовок.
Исследован процесс лазерной маркировки изделии? из стекла, основанный на лазерно-индуцированном переносе паров красящего состава на поверхность изделия при облучении с противоположной стороны через толщу стекла. Для формирования изображения использован импульсно-периодический наносекундный лазер. Проведена валидация качества маркировки и ее технологической совместимости с дальнейшими операциями изготовления триплекса, включая термические и баротермические воздействия. Испытания показали, что средние значения прочности маркированных образцов (495 и 431 МПа) находятся в требуемом диапазоне и не свидетельствуют о критическом снижении механических характеристик по сравнению с допустимыми нормативами для изделии? данного класса. Полученные результаты подтверждают возможность внедрения технологии в производственный цикл для автоматизированной идентификации изделии? (буквенно-цифровые обозначения, QR-коды, штрихкоды) при сохранении эксплуатационных характеристик.
Сцинтилляционные литий-силикатные стекла, легированные редкоземельными ионами, являются перспективными материалами для детекторов нейтронов. Оксифторидные стекла за счет модификации фтором обладают улучшенными спектральными и механическими свойствами по сравнению с оксидными стеклами. В работе методом варки получено модифицированное фторидами лития и алюминия литий-силикатное стекло, легированное ионами церия, и исследованы его спектральные и структурные характеристики. Показано, что введение в состав стекла 2 мол. % фторида алюминия не приводит к кристаллизации. Стекла обладают люминесценцией в УФ-области спектра при возбуждении на 300 нм. Световыход под гамма-квантами источника 137Cs (662 кэВ) оказался на 30 % выше, чем у коммерчески доступного аналога – стекла GS20. При введении в состав LiF кинетика сцинтилляции замедляется, в отличие от стекол, модифицированных AlF3, где происходит увеличение эффективности передачи энергии за счет улучшения связности стекольной сетки. Полученные данные свидетельствуют о перспективности применения фторидных модификаторов в создании оксифторидных стекол для сцинтилляционных приложений.
