Неорганические материалы

Настоящий обзор посвящен синтезу трикальцийфосфатов и гидроксиапатитов, допированных ионами серебра, стронция, цинка, магния, железа, меди, марганца, гадолиния, калия, натрия, силиката, одновременно двумя из вышеперечисленных ионов, а также получению, изучению фазового состава, микроструктуры и поведения в модельных жидкостях организма керамики, кальцийфосфатных цементов и композиционных материалов с полимерами, использующимися в медицине (метилцеллюлоза, альгинат натрия, поливиилпирролидон, полилактид).

Монокристаллы Fe:ZnSe являются перспективным материалом для лазеров среднего инфракрасного диапазона (4–5 мкм). В работе представлен термодинамический расчет выращивания из паровой фазы монокристаллов ZnSe, легированных в процессе роста атомами Fe, по модифицированному методу “свободного роста”. Выращивание монокристаллов проводилось из сублиматов бинарных соединений ZnSe и FeSe, помещенных в не связанные между собой отсеки источника. Пары исходных веществ направлялись в зону роста к монокристаллической затравке через калиброванные отверстия. Расчет проводился для физического транспорта в атмосфере гелия. Учитывались три основные стадии процесса выращивания: испарение исходных веществ в отсеках источника, транспорт паров в зону роста и кристаллизация на затравке. При этом предполагалось, что лимитирующей стадией процесса выращивания является массоперенос от источника в зону роста, который контролировался геометрическими размерами и взаимным расположением элементов ростовой ампулы. Экспериментальные данные по концентрации легирующей примеси сравниваются с расчетными значениями. Показано, что представленная методика выращивания позволяет получить монокристаллы объемом до 8 см³ с концентрацией Fe до 5×10¹⁸ см^–3.

Выращены монокристаллы PbTe, SnTe, Pb_0.75Sn_0.25Te, исследованы их электропроводность и коэффициент термо-ЭДС в интервале 90–300 К до и после отжига. Показано, что значения, характер температурной зависимости, а также тип проводимости неотожженных кристаллов PbTe, Pb_0.75Sn_0.25Te определяются в основном структурными несовершенствами, возникающими при выращивании и изготовлении образцов и залечивающихся отжигом. Электрические параметры неотожженных и отожженных кристаллов SnTe определяются в основном акцепторными вакансиями в подрешетке олова с концентрацией 10^20–10²¹ см^–3.

Нагреванием точных навесок ортотеллуровой кислоты, кристаллогидратов гептамолибдата аммония и нитрата цинка синтезированы и методом рентгеновской дифрактографии идентифицированы сложные оксиды теллура, молибдена и цинка состава Te₂MoO₇ и ZnMoTeO₆, являющиеся перспективными исходными веществами для получения цинксодержащих теллуритно-молибдатных стекол. Методом реакционной калориметрии определены стандартные энтальпии образования этих сложных оксидов: −1412.9 ± 23.7 и −1469.4 ± 23.2 кДж/моль соответственно. Эти значения получены как разность стандартных энтальпий растворения перечисленных сложных оксидов и смесей бинарных оксидов соответствующего состава в концентрированной соляной кислоте и концентрированном растворе гидроксида натрия.

Изучены электрофизические свойства, прочность и структура образцов керамического материала, соответствующего по составу промышленно производимой керамике марки ВК94-1. Керамические образцы получены с использованием нового технологического подхода, включающего распылительную сушку высококонцентрированной водной суспензии, содержащей минеральную порошковую смесь состава ВК94-1, формование полученного гранулята при сочетании одноосного полусухого прессования и холодного изостатического прессования, а также последующее спекание заготовок на воздухе. Высокие показатели исследуемых свойств достигаются благодаря высокой реологии гранулята, обеспечивающей повышенную плотность как сырых заготовок, так и спеченного материала с мелкокристаллической структурой. Достигнуты следующие свойства материала, превышающие соответствующие характеристики промышленной керамики ВК94-1: относительная плотность 98.7%, прочность при изгибе 380–420 МПа, размер кристаллов в структуре спеченного материала 1–5 мкм, диэлектрическая проницаемость 97, тангенс угла диэлектрических потерь 3.4×10^–4, удельное объемное сопротивление 5.3×10¹⁴ Ом см. Разработанная керамика может быть рекомендована для использования в качестве диэлектрических деталей специального назначения.

Методом механохимического синтеза получены сплавы ванадия (V₇₀Cr₃₀, V₇₀(Ni₈₀Cr₂₀)₃₀ и (V₉₅Cr₅)₇₀Cu₃₀) и керамометаллические композиты на их основе с La_0.96Sr_0.04ScO₃. Методом электроискрового спекания удалось получить плотные компакты с низкой пористостью за малое время спекания. Установлен фазовый состав, изучены морфологические особенности, проведены измерения твердости полученных материалов.