Том 70, № 5 (2025)

Изучены сенсорные свойства твердых растворов h-Co_xWO₃ (0 ≤ x ≤ 0.09) и h-W_1–xFe_xO₃ (0 ≤ x ≤ 0.06), а также m-WO₃ по отношению к различным токсичным газам на уровне предельно допустимых концентраций в воздухе. Допирование h-WO₃ ионами Co²⁺ или Fe³⁺ не влияет на чувствительность сенсорного отклика к CH₃COCH₃ и NH₃, но приводит к снижению сенсорного сигнала относительно NO₂. Выполнен сравнительный анализ сенсорных свойств триоксида вольфрама гексагональной и моноклинной кристаллографических модификаций. При детектировании CH₃COCH₃ и NH₃ чувствительность h-WO₃ по сравнению с m-WO₃ сильнее в ~1.5 и ~1.3 раза соответственно. Концентрация кислородных вакансий и объем пор являются ключевыми параметрами, определяющими более высокую чувствительность m-WO₃ по отношению к NO₂ по сравнению с h-WO₃.

Проведен сравнительный анализ механизмов ионного переноса для кристаллов трех фаз со структурами флюорита (F-фаза, CaF₂ и твердый раствор Ca_1-xHo_xF_2+x), тисонита (T-фаза, твердый раствор Ho_1-yCa_yF_3−y) и ромбической модификации b-YF₃ (R-фаза, HoF₃) в конденсированной системе CaF₂–HoF₃. На основании фундаментальных данных по ионной проводимости σ_dc(T), полученных с использованием в экспериментах монокристаллических образцов, построены зависимости ионной электропроводности и энтальпии активации ионного переноса от состава. Сравнение свойств компонентов исследуемой системы показало, что проводимость R-фазы HoF₃ (σ_{500 K} = 5 × 10^-6 См/см при 500 K) превышает проводимость F-фазы стехиометрического состава CaF₂ на 5 порядков. В области F-фазы нестехиометрического состава Ca_1-xHo_xF_2+x (0 < x ≤ 0.35) реализуется междоузельный механизм электропроводности. С ростом концентрации HoF₃ значения σ_{500 K} увеличиваются, достигая 4 × 10^-5 См/см при x = 0.35. Проводимость нестехиометрической T-фазы Ho_1-yCa_yF_3−y (y = 1−x, x = 0.77) σ_{500 K} = 2 × 10^-4 См/см превышает электропроводность кристаллов F-фазы Ca_0.65Ho_0.35F_2.35 и R-фазы HoF₃ в 5 и 40 раз соответственно. Причинами быстрого анионного переноса в нестехиометрической T-фазе являются вакансионный механизм электропроводности и широкий гетеровалентный изоморфизм катионов.

Методом горения получены прекурсоры состава Ni_1–2хMn_хCo_хO_y, где x = 0–0.5. Фазовый состав прекурсоров подтвержден c помощью рентгенофазового анализа. Методом сканирующей электронной микроскопии в совокупности с энергодисперсионным анализом исследована морфология образцов. Изучено изменение фазового состава прекурсоров смешанных оксидов d-металлов в зависимости от условий синтеза и температур отжига. Установлены зависимости содержания NiO, Ni, MnCo₂O₄ в составе прекурсоров Ni_1–2хMn_хCo_хO_y после SCS и после 550°С. Определена зависимость параметра а кристаллической решетки фазы шпинели от состава образца после отжига при 550, 800 и 900°С. Прекурсор Ni_1–2хMn_хCo_хO_y (x = 0.1–0.333) является монофазным после отжига при 550°С.

Методом пиролиза смеси органических растворов в расплаве канифоли синтезированы образцы стеклокерамики NASICON. В статье обсуждаются фазообразование, морфология и характеристики полученных силикофосфатов. Для изучения выбран состав, образующийся из прекурсора с мольным отношением компонентов Na : Zr : Si : P = 3 : 1.33 : 2 : 1. Исследовано влияние дополнительных количеств фосфора на фазовый состав образца. Установлено, что прекурсор состава 3 : 1.33 : 2 : 1.15 образует плотноспеченную стеклокерамику, содержащую кристаллическую фазу состава Na₃Zr₂Si₂PO₁₂. Состав продукта подтверждают рассчитанные методом Ритвельда параметры элементарной ячейки. Образцы получены при 1000 и 1100°С без прессования и имеют плотность, составляющую соответственно 85 и 88% от теоретической. Сделан вывод о том, что не вошедшие в кристаллическую решетку Na, Si, P участвуют в образовании рентгеноаморфной фазы и обеспечивают условия образования NASICON по типу жидкофазного спекания. Проведена сравнительная характеристика свойств состава Na₃Zr₂Si₂PO₁₂, полученного из Zr-дефицитных и бездефицитных прекурсоров. Показано, что стеклофаза, образующаяся в межзеренном пространстве Zr-дефицитных образцов, негативно отражается на значениях проводимости материала.

Синтезированы координационные соединения нитратов редкоземельных элементов с N,N-диметилацетамидом (DMAA): [Sc(H₂O)(DMAA)₂(NO₃)(μ-OH)₂Sc(NO₃)(DMAA)₂(H₂O)](NO₃)₂, [La(DMAA)₄(NO₃)₃], [Ce(DMAA)₅(NO₃)₂][Ce(DMAA)₂(NO₃)₄] и [Ln(DMAA)₃(NO₃)₃] (Ln = Pr, Nd, Sm–Lu, Y). С помощью ряда инструментальных методов анализа и исследования (элементный анализ, ИК-спектроскопия, РФА, РСА, ТГА–ДСК) определен состав, установлены особенности строения и изучено термическое поведение выделенных веществ в широком интервале температур на воздухе. Комплексы [Ln(DMAA)₃(NO₃)₃] образуют две изоструктурные серии: кристаллы с Ln = Pr–Dy относятся к моноклинной сингонии, а с Ln = Ho–Lu, Y – к орторомбической сингонии. Показано, что выделенные координационные соединения могут быть использованы как прекурсоры для получения наноразмерных оксидов РЗЭ (от 12 до 50 нм) с удельной площадью поверхности 18–65 м²/г.

Методом твердофазного синтеза получен ряд образцов в системе Y₂O₃–SnO₂ с различным соотношением оксидов иттрия и олова. Фазовый состав полученных образцов контролировали методом рентгенофазового анализа. Обработку полученных дифрактограмм и расчет кристаллографических параметров проводили методом полнопрофильного анализа. Проведенное исследование фазовых равновесий в системе Y₂O₃–SnO₂ при температуре 1400°С позволило впервые определить область гомогенности станната иттрия Y₂Sn₂O₇, которая смещена в сторону оксида иттрия и составляет 33.3–36 мол. % Y₂O₃. Установлено существование твердого раствора на основе кубического оксида иттрия, распространяющегося до 3 мол. % SnO₂. Проведен сравнительный анализ влияния радиуса замещающего четырехвалентного катиона на ширину области гомогенности твердого раствора на основе оксида иттрия. Отмечено отсутствие растворимости оксида иттрия в диоксиде олова.

Проведено титанирование композитных волокон C/SiC со структурой сердцевина–оболочка методом синтеза в расплаве солей. В качестве реакционной среды использовали смесь солей KCl, LiCl и K₂TiF₆, в качестве титанирующего агента – порошок металлического титана. Титанирование проводили при 800°C в стационарной атмосфере аргона. Из титанированных волокон методом одноосного горячего прессования при температуре 1800°С и давлении 30 МПа получена керамика. Изучена микроструктура и фазовый состав волокон и горячепрессованных образцов. Установлено, что в ходе титанирования образуются фазы Ti₅Si₃ и TiC, а в ходе горячего прессования фаза Ti₅Si₃ реагирует с углеродной сердцевиной композитных волокон C/SiC с образованием в качестве титансодержащего продукта карбида титана TiC. Установлено, что увеличение количества титана в солевом расплаве приводит к уменьшению пористости и незначительному увеличению прочности горячепрессованной керамики.