Проведено сравнительное исследование возможности управления средними размерами наноразмерных порошков диоксида кремния и оксида алюминия, полученных методом испарения электронным пучком, пирогенным, жидкохимическим и плазмохимическим способами, посредством их выдержки в диапазоне температур 800 – 1300 ?С в воздушной атмосфере. Оценка средних размеров результирующих частиц проводилась из измерений удельной поверхности по адсорбционному методу Брунауэра–Эммета–Тейлора (БЭТ) при температуре жидкого азота. Кристаллографические параметры в обработанных порошках оценивались с применением рентгенофазового анализа. Показано, что соответствующим выбором температур и исходного порошка можно реализовать близкий к заданному средний размер частиц в результирующем порошке и фазовый состав.
Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) были получены композиции СВС на основе системы Si3N4–Yb2O3. Синтез осуществляли в атмосфере азота при давлении 4 МПа в реакторе объемом 30 л. Масса загружаемой шихты составляла 3 кг. Установлено, что количество оксида иттербия в шихте оказывает влияние на температуру горения и фазовый состав продуктов синтеза. При увеличении доли оксида иттербия в шихте содержание ?-Si3N4 снижается, а вторичные фазы представлены четвертичным оксинитридом иттербия кремния и дисиликатом иттербия.
Исследовано влияние спекающих добавок на основе оксида магния MgO и оксида кремния (TEOS) в концентрациях от 0,02 до 0,10 мас. % и 0,2 до 0,5 мас. % соответственно на микроструктуру и оптические свойства керамики состава Y2,82Yb0,15Er0,03Al5O12, изготовленной из порошков, синтезированных методом химического соосаждения. Результаты исследований продемонстрировали, что введение спекающей добавки на основе MgO в керамический порошок не оказывает влияния на его фазовый состав, структурные и морфологические характеристики. Показано, что для керамики состава Y2,82Yb0,15Er0,03Al5O12 наилучшее значение коэффициента оптического пропускания было достигнуто при температуре вакуумного спекания 1800 ?C и концентрации спекающих добавок 0,06 мас. % MgO и 0,3 мас. % TEOS. Определено, что механизм спекания керамики Y2,82Yb0,15Er0,03Al5O12 зависит от соотношения спекающих добавок MgO и TEOS.
На основе такого недорогого минерального сырья, как перлит, был синтезирован непрозрачный стеклокристаллический материал, содержащий в объеме наноразмерные кристаллы волластонита и геленита со средними размерами 100 нм. Исследованы фазовый состав, микроструктура и прочностные свойства материала. Изменения состава и размера кристаллических зерен, вызванные варьированием количества катализатора и содержания кремнеземa в исходных смесях, позволяют управлять физико-механическими свойствами полученного материала. Высокие прочность и твердость позволяют использовать этот материал для защиты от высокоскоростного удара, в том числе от пуль стрелкового оружия.
Рассмотрено применение комплексного исследовательского подхода для реконструкции технологии керамического производства на территории Кыргызской Республики на основе результатов, полученных современными методами. Впервые обобщены результаты изучения физико-механических и физико-химических свойств и сделана попытка раскрыть методы технического анализа керамических артефактов. Разработан единый научный подход к керамике различных периодов от II тысячелетия до н.э. до X – XII вв., раскопанной в Кыргызстане, для определения взаимосвязи между их микроструктурой и физико-механическими свойствами. Технология керамики, как никакая другая отрасль, требует такого рода исследований в силу специфики технической информации, связанной одновременно с природными и социальными факторами. Отсутствие прочных знаний в области технологии керамики препятствует получению важной информации об истории, культуре и экономике Кыргызстана как субъекта государственного строительства. Однако всестороннее изучение техники производства, типов, состава и качества керамики открыло бы совершенно новые перспективы для подтверждения древности Кыргызстана.
Разработаны составы глушеных стекол для верхнего слоя и нижнего конструкционого слоя композиционного стеклокристаллического облицовочного материала на основе отходов фосфорной промышленности: фосфорного шлака, фосфоритовой мелочи, котрельной пыли и стеклобоя.
Изучено in vitro влияние погружения в раствор кофейного напитка на стойкость цвета двух типов керамических реставраций, изготовленных с использованием технологии CAD/CAM. Выполнена поверхностная обработка стеклокерамических блоков на основе силиката лития, усиленного оксидом циркония (ZLS) и дисиликата лития (LDS) двумя методами – механическим полированием и глазурованием. Проведен анализ цвета блоков до и после погружения в раствор кофе с помощью спектрофотометра и рассчитаны изменения цвета. Выполнен анализ изменений цвета с использованием двухфакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Тип материала оказал значительное влияние на изменения цвета (P < 0,001). После глазурования и механического полирования в обеих группах наблюдалось значительно меньшее изменение цвета у LDS по сравнению с ZLS. В случае обоих керамических материалов в группе с применением глазурования отмечалось меньшее изменение цвета по сравнению с группой, где осуществлялось механическое полирование. Цветовые изменения во всех группах были оценены как клинически приемлемые. Глазурование обеспечило более стабильную цветовую стойкость по сравнению с механическим полированием. У LDS наблюдалась более высокая цветостойкость по сравнению с ZLS при обоих методах поверхностной обработки.
Изучены условия синтеза муллитокорундовой керамики, полученной на основе порошков Al2O3 и SiO2. Определен состав муллитокорундовой керамики с массовым содержанием Al2O3 < 80 %, при котором обеспечивается наилучшая термомеханическая совместимость c молибденом. Подтверждена возможность получения композиционного материала на основе муллитокорундовой матрицы и молибдена, а также его применения в качестве барьерного слоя на границе раздела Мo–Si-содержащая керамика. Установлено, что применение барьерного слоя заметно снижает вероятность возникновения термических напряжений на границе раздела двух фаз. Показано, что существует необходимость в уточнении технологических параметров подготовки порошковой Al2O3–SiO2-смеси для повышения термохимической совместимости молибдена с муллитокорундовой керамикой.
Методом химического осаждения синтезированы керамические порошки LuAG:Ce составов Lu2,98Ce0,02Al5O12 и Lu2,93Ce0,07Al5O12. Из керамических порошков в диапазоне температур вакуумного спекания 1600 – 1800 ?С были изготовлены образцы люминесцентной керамики. Исследовано влияние концентрации церия в LuAG:Ce, а также температуры вакуумного спекания на оптические свойства керамики. Изучены спектрально-люминесцентные свойства керамических образцов LuAG:Ce. Показано, что интенсивность люминесценции зависит от концентрации активатора и температуры вакуумного спекания. Обнаружено смещение максимумов спектральных полос люминесценции керамики LuAG:Ce при варьировании температуры вакуумного спекания в пределах 1600 – 1800 ?С.
С помощью методов рентгенофазового, рентгеноструктурного, синхронного термического методов анализа, сканирующей электронной микроскопии, низкотемпературной адсорбции-десорбции азота изучен процесс получения CuO/ZnO/?-Al2O3-композитов, которые могут использоваться в качестве основного компонента катализаторов для крупнотоннажных процессов получения метанола и конверсии монооксида углерода. Установлено влияние способа получения, характера и интенсивности обработки на фазовый состав образующихся прекурсоров и физико-химические свойства полученных композитов. Изучены процессы, протекающие на стадии механохимической активации смеси безводных оксидов CuO/ZnO/?-Al2O3, смеси оксидов с карбонатом аммония и этандиовой кислотой. Определены оптимальные параметры получения CuO/ZnO/?-Al2O3-композитов с развитой удельной поверхностью и пористой структурой.
