CC BY
0
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
2.6.6 НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОМАТЕРИАЛЫ
(ТЕХНИЧЕСКИЕ, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ)
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-224-234 УДК: 666.3.017:620.18 ГРНТИ: 47.09.48 EDN: FCGMYR
Производительные методы повышения эффективности протекания промежуточных реакций при синтезе функциональной керамики
Р.Х. Рахимов1, а ©, В.В. Паньков2, b ©, В.П. Ермаков1, с ©, Л.В. Махнач2, b ©
1 Институт материаловедения Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан,
г. Ташкент, Республика Узбекистан
2 Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь
a E-mail: [email protected] b E-mail: [email protected] с E-mail: [email protected]
Аннотация. Данное исследование посвящено изучению возможности модифицированных методов керамической технологии для получения композиционных материалов с гетерогенностью на наноуровне, приближенных по своим свойствам к функциональной керамике (ФК), полученной по гелиотехнологии. В работе использовались три различных метода получения порошков: оксидный метод, керамическая технология и золь-гель технология. С помощью рентгенофазового и электронно-микроскопического анализа было проведено сравнение микроструктуры порошков, полученных указанными методами, с образцами, синтезированными по гелиотехнологии. Результаты показали, что порошки, полученные модифицированными методами керамической технологии, обладают более однородной структурой и меньшим размером частиц по сравнению с порошками, полученными по гелиотехнологии. Наноразмерные, метастабильные и аморфные фазы, образующиеся на границах таких порошков, считаются ответственными за генерацию импульсного инфракрасного излучения. Эти результаты могут иметь значительное практическое применение в различных областях, требующих композиционных материалов с контролируемыми свойствами и возможностью генерации импульсного инфракрасного излучения.
Ключевые слова: импульсное инфракрасное излучине, функциональная керамика, карбонатный метод, оксидная технология, гелиотехнология, гель-золь-технология, механохимия, импульсный туннельный эффект
Благодарности. Работа выполнена при финансовой поддержке Государственной научно-технической программы РУз в рамках научного гранта № ФА-Ф-4-005 и в рамках проекта Узбекистан-Беларусь IL-4821091614, а также Белорусского фонда фундаментальных исследований, договор № Х22УЗБ-033, Гранта № ФА-Ф-4-005 Исследование механизма генерации импульсного излучения функциональной керамикой.
f -\
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ: Рахимов Р.Х., Паньков В.В., Ермаков В.П, Махнач Л.В. Производительные методы повышения
эффективности протекания промежуточных реакций при синтезе функциональной керамики // Computational nano-
technology. 2024. Т. 11. № 1. С. 224-234. DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-224-234. EDN: FCGMYR
V J
DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-224-234
Productive Methods for Increasing the Efficiency
of Intermediate Reactions
in the Synthesis of Functional Ceramics
R.Kh. Rakhimov1,а ©, V.V. Pankov2' b ©, V.P. Yermakov1' c ©, L.V. Makhnach2' b ©
1 Institute of Materials Science of the SPA "Physics-Sun" of the Academy of Science of Uzbekistan, Tashkent, Republic of Uzbekistan
2 Belarusian State University, Minsk, Republic of Belarus
a E-mail: [email protected] b E-mail: [email protected] с E-mail: [email protected]
Abstract. This study focuses on investigating the potential of modified ceramic technology methods for producing composition materials with nano-level heterogeneity, approximating the properties of functional ceramics (FC) obtained through helio-technology. Three different powder synthesis methods were utilized: oxide method, ceramic technology, and sol-gel technology. X-ray diffraction and electron microscopy analyses were employed to compare the microstructure of powders obtained by these methods with samples synthesized using helio-technology. The results revealed that powders obtained through modified ceramic technology methods exhibited a more homogeneous structure and smaller particle size compared to those obtained through helio-technology. Nano-sized, metastable, and amorphous phases formed at the boundaries of such powders are considered responsible for the generation of pulsed infrared radiation. These findings have significant practical implications in various fields that require composition materials with controlled properties and the ability to generate pulsed infrared radiation.
Key words: Pulsed infrared radiation, functional ceramics, carbonate method, oxide technology, heliotechnology, gel-sol technology, mechanochemistry, pulsed tunnel effect
Acknowledgements. The work was financially supported by the State Scientific-Technical Program of RUz under scientific grant No. FA-F-4-005 and under the Uzbekistan-Belarus project lL-4821091614, as well as by the Belarusian Foundation for Basic Research,
contract No. Kh22UZB-033, Grant No. FA-F-4-005 Study of the mechanism of generation of pulsed radiation by functional ceramics.
f
FOR CITATION: Rakhimov R.Kh., Pankov V.V., Yermakov V.P., Makhnach L.V. Productive Methods for Increasing the Efficiency of Intermediate Reactions in the Synthesis of Functional Ceramics. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 1. Pp. 224-234. (In Rus.) DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-224-234. EDN: FCGMYR
V J
ВВЕДЕНИЕ
В предыдущих исследованиях было показано, что функциональная керамика (ФК) способна генерировать импульсный туннельный эффект (ИТЭ), благодаря которому она может преобразовывать энергию солнечного излучения в импульсы в инфракрасном диапазоне. Предполагается, что падающее излучение взаимодействует с кристаллической структурой ФК, вызывая колебания атомов решетки - фононов. При накоплении фононов они переходят в более высокоэнергетическое состояние, излучая фотоны в инфракрасном диапазоне. Ключевую роль играет фронт импульса излучения, определяющий длину волны независимо от энергии
фотонов, на основе длины волны Де Бройля [1]. Это позволяет энергии проникать в среды, обычно непрозрачные в ИК. Предложенный механизм основан на колебательных характеристиках ФК и свойствах волн, объясняя способность ФК преобразовывать энергию в импульсное излучение заданной длины волны. Такой механизм обладает значительным потенциалом применения в различных областях [2-11].
Целью данного исследования является изучение возможности модифицированных методов керамической технологии для получения композиционного материала с гетерогенностью на нано уровне, с максимальным приближением свойств ФК, полученного по гелиотехнологии.
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
Для получения порошков использовались три различных метода: оксидный метод, керамическая технология и золь-гель-технология. Оксидный метод заключается в окислении исходных веществ до оксидов, которые затем подвергаются термической обработке для получения порошков. Керамическая технология заключается в смешивании и спекании исходных материалов для получения порошков. Золь-гель-технология заключается в получении порошков из растворов или гелей.
С помощью рентгенофазового и электронно-микроскопического анализов было проведено сравнение микроструктуры полученных этими методами порошков с образцами, синтезированными по гелиотех-нологии.
Микроструктура полученных порошков была исследована с помощью рентгенофазового и электронно-микроскопического анализов. Рентгенофазовый анализ показал, что все порошки имеют кристаллическую структуру. Электронно-микроскопический анализ показал, что порошки, полученные модифицированными методами керамической технологии, имеют более однородную структуру и меньший размер частиц, чем порошки, полученные по гелиотехнологии. На этих границах образуются наноразмерные, метастабильные и аморфные фазы, которые являются ответственными за генерацию импульсного ИК-излучения.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для исследования был взят состав керамического материала в системе Cr2O3-SiO2-Fe2O3-CaO-Al2O3-MgO-CuO. Этот состав находит применение для сушки продукции сельского хозяйства, для создания специальных полимерных композитных пленок, способных регулировать окружающий температурный режим, также он используется в медицине [12]. В качестве исходных компонентов были взяты оксиды (в случае гелиотехнологии и оксидной технологии) и карбонаты (карбонатный метод) соответствующих металлов, все с квалификацией ЧДА [13-15].
Причиной появления эффектов генерации импульсного ИК излучения керамикой является образование не только метастабильных фаз, как это вытекает из предыдущих результатов [16], но и образование аморфных фаз, в виде нановключений на границах зерен керамического материала. Поэтому был применен метод синтеза, позволяющий ввести в смесь оксидов дополнительно аморфную фазу того же состава в количестве 20%, что позволило обеспечить появление аморфных включений в функциональной керамике [16].
Рентгенограммы порошкообразных образцов записывались на дифрактометре ДРОН-2.0 с использованием Co(Ka) излучения (Л = 0,178896 нм) и Ni-монохроматора, в интервале углов 29 = 10 - 90°. Микроструктура и концентрации составляющих эле-
ментов определялись с использованием микроскопа LEO 1455 VP с энергодисперсионным спектрометром Aztec Energy Advanced X-Max 80. Дифференциаль-нотермический анализ порошков в рассматриваемых системах был проведен на приборе STA449C Jupiter (Netzsch, Германия). Механохимическое воздействие на смеси порошков карбонатов проводилось в жидкой среде с помощью высокоэнергетического диспергирга-тора РМ-400 Retsch, Германия
Последовательные термообработки с выдержкой осуществлялись при температурах в диапазоне 5001300 °С. Соответственно, после каждой термообработки также проводилась термомеханическая обработка порошкообразных смесей.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В начале настоящего исследования было сделано предположение, что композиционный материал в системе с гетерогенностью на наноуровне можно создать помимо гелиотехнологии, и другими способами, а именно, модифицированными методами керамической технологии. Для этого, было предложено целенаправленно организовать локальные области плавления в синтезируемом материале за счет образования эвтектик и плавления исходных компонентов и таким образом с их помощью интенсифицировать процессы синтеза. Кроме того, за счет использования термомеханического воздействия на порошкообразный материал при его синтезе, представилась возможность получать управляемую микроструктуру аморфных и метаста-бильных соединений, возникающих на межфазных границах зерен [17].
Состав фаз, приготовленных различными методами исследуемых порошкообразных образцов после их окончательной термообработки был определен методом рентгенофазового анализа. Установлено, что основные фазы продуктов синтеза полученной керамики для рассматриваемых методов оказались похожими. Это были фазы шпинели и фазы на основе (Fe, Cr)2O3, а также SiO2. Однако все же имелись отличия в фазовом составе для предлагаемых способов синтеза (рис. 1).
Как оказалось, использование в качестве исходных компонентов шихты оксидов металлов, даже в условиях применения термомеханического воздействия, а именно нагрева шихты при ее диспергировании, привело к образованию фазы на основе (Fe, Cr)2O3 и фазы на основе SiO2 (рис. 1а) Остальные компоненты исходной смеси: CaO, Al2O3, MgO, CuO, которые представлены в небольшом количестве распределяются в данных фазах. Вместе с тем отмечается, что в спектре есть еще рефлексы, которые не идентифицируются в базе известных соединений. Можно сделать предположение, что эти фазы возникли в результате обработки порошка в условиях термомеханического воздействия и являются метастабильными [17-20].
fopf
+
+
+
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70 29
Рис. 1. Рентгеновские спектры порошков после обжига при 1250 °C:
а - оксидный метод; b - оксиды с аморфной фазой; c - карбонатный метод; d - гелиотехнология
Fig.1. X-ray spectrum of the ceramics after firing at 1200 °C:
a - oxide method; b - oxides with amorphous phase; c - carbonate method; d - heliotechnology
а
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
Примененный подход, заключающийся в ведении 20% аморфной фазы, синтезированной золь- гель модифицированным методом с использованием кислотного гидролиза, с составом, идентичным порошку из оксидов, привел к изменению фазового состава. В этом случае к фазам на основе ^е, Сг)2Оэ и SiO2 добавляется фаза со структурой шпинели (рис. 1Ь). В эту фазу очевидно в виде твердых растворов для данной системы входят такие соединения как, магнитные: MgFe2O4, CuFe2O4, немагнитные: СиА1204, MgAl2O4, MgCr2O4, СиСг204. Вид базовой линии этого спектра явно указывает на присутствие в нем аморфной фазы.
Для случая синтеза такого же материала, проведенного с помощью гелиотехнологии, а именно с применением солнечного излучения доля фазы со структурой шпинели существенно увеличилась. Рентгеновский спектр этого образца (рис.Ы) свидетельствует о том, что продуктами реакции являются в основном две фазы: фаза на основе оксида кремния и фаза со струк-
турой шпинели. В случае гелиотехнологии из-за высокой температуры вполне возможен процесс восстановления железа до двухвалентного состояния, что может привести к образованию таких соединений со структурой шпинели как (Mg, Си)^е3 _ х04, Fe3O4 Здесь также еще обнаружилось небольшое количество фазы карбида кремния.
Для образцов, синтезированных из карбонатов состав фаз продукта оказался тем же самым, что и для образцов из оксидов и образцов содержащих аморфные фазы (рис. 1с). При карбонатном методе главной является фаза на основе ^е, Сг)203, а фаза шпинели и фаза на основе SiO2 присутствуют в меньшем количестве.
Данные сканирующей электронной микроскопии всех образцов после их обжига и диспергирования свидетельствует о том, что полученный материал представляет собой закристаллизованные частицы с явно видимыми гранями. Их размеры находятся в пределах 0,5-1,5 мкм (рис. 2с).
Рис. 2. Микрофотографии порошков, полученных:
а - из исходного оксида хрома; b - из исходного оксида железа; c - после обжига системы Cr2O3-SiO2-Fe2O3-CaO-Al2O3-MgO-CuO при 1250 °С
Fig. 2. Microphotographs of powders obtained: а - initial chromium oxide; b - initial iron oxide; c - after firing of Cr2O3-SiO2-Fe2O3-CaO-Al2O3-MgO-CuO system at 1250 °C
Электронная микроскопия в режиме упругоо-траженных электронов и анализ состава с помощью EDX-спектроскопии позволяют, за счет разного контраста фаз, образующихся продуктов, а именно разных оттенков черно-белого цвета, позволяет определять положение анализируемых соединений на микрофотографиях исследуемых образцов. Установлено, что хорошо ограненная фаза на основе ^е, Сг)203 располагается отдельными вкраплениями в матрице зерен: фазы на основе SiO2 - оксидный метод, фазы шпинели и фазы на основе SiO2 - метод с аморфной фазой и карбонатный метод. (рис. 3а-с).
На основании этого анализа было установлен, что различные методы синтеза образцов данной системы оказывают существенное влияние на характер образующейся микроструктуры. Скорее всего инициатором образования таких участков или вкраплений данной фазы, с присущей им характерной формой, является процесс появления жидкофазных эвтектик, которые и сопровождают фазообразование в системе Cr2O3-SiO2-Fe2O3-CaO-Al2O3-MgO-CuO. Как оказа-
лось, наиболее легкоплавкие эвтектики могут образовываться в системах СuO-Fe2O3, СаO-Fe2O3, Си0-Сг203, Са0-Сг203 в данном случае. Важным обстоятельством для дальнейшего объяснения механизма генерации импульсного ИК-излучения, которое происходит на границах разделов фаз, является то, что фаза на основе Сг)203 имеет сплошную, без пор, границу с матрицей, в которой она закристаллизовалась. Именно присутствие жидкой фазы в момент кристаллизации обеспечивает возможность устранить пористость на границах основных фаз формирующегося нанокомпозита.
Обращает на себя внимание и тот факт, что для системы, полученной из карбонатов, морфология вкраплений фазы на основе Сг)203 оказалось совсем иной, она включает достаточно мелкие кристаллиты. Очевидно здесь, за счет жидкой эвтектики, происходит появление большего количества зародышей для кристаллизации, что и приводит к появлению хорошо ограненных мелкодисперсных кристаллитов фазы
Сг)203 в матрице шпинели и в фазе на основе оксида кремния.
Рис. 3. Микрофотографии поверхности порошков, полученных:
а - оксидным методом; b - оксидным методом с аморфной фазой; c - карбонатным методом; d - по гелиотехнологии (все фото выполнены в одинаковом масштабе)
Fig. 3. Microphotographs of the surface of powders obtained:
а - oxide method; b - oxide method with amorphous phase; c - carbonate method; d - by heliotechnology (all photos are made in the same scale)
Эти кристаллиты имеют прямоугольную вытянутую форму с длиной на уровне одного микрометра и шириной около 0,3 мкм (рис. 3с). В местах где гомогенность распределения компонентов не столь хороша наблюдаются отдельные протяженные участки как фазы на основе фазы шпинели, так и фазы с преимущественным содержанием оксида кремния (рис. 4).
Что касается систем оксидов и системы, включающей образование аморфной фазы, то для них тоже имеются условия и вероятность образования жидкой фазы во время синтеза за счет образования эвтектик в системе Cr2O3-SЮ2-Fe2O3-CaO-Al2O3-MgO-CuO в процессе обжига. При нагревании данной системы и достижению ею эвтектических температур появляются соответствующие расплавы, инициирующие кристаллизацию фаз продуктов, о которых шла речь. Конкретно перечень эвтектик с наиболее низкой температурой для этой системы оксидов приведен в табл. 1. Область существования эвтектических составов находится чуть выше 1000 °С. Именно, это обстоятельство создает условия, которые в какой-то степени обеспечивают возможность повторения процессов, имеющих место при гелеотехнологии.
Рис. 4. Микрофотография поверхности порошка,
полученного карбонатным методом:
протяженные участки серого цвета - твердый раствор со структурой шпинели; протяженные участки темного цвета - фаза на основе оксида кремния
Fig. 4. Microphotograph of the surface
of the powder obtained by carbonate method:
extended areas of gray color - solid solution with spinel structure; extended areas of dark color - silicon oxide phase
Таблица 1
Перечень температур плавления эвтектики в двойных системах оксидов (основной компонент - компонент добавки) для системы Cr2O3-SiO2-Fe2O3-CaO-Al2O3-MgO-CuO [List of eutectic melting temperatures in binary oxide systems (main component - additive component) for the Cr2O3-SiO2-Fe2O3-CaO-Al2O3-MgO-CuO system]
Основной компонент [Main component] Компонент добавки [Additive component] Температура плавления эвтектики, °С [Melting point of eutectic, °C]
Fe2O3 CaO 1200
CuO 1020
Cr2O3 CaO 1020
CuO 1027
SiO2 CuO 1053
Нельзя забывать и другие моменты, которые стимулируют образование эвтектик в рассматриваемых методах синтеза. Сюда прежде всего относится термомеханическое воздействие на порошкообразную смесь, в результате которого происходит значительный локальный нагрев шихты в момент ее диспергирования. В этом случае температуры на контактах соударяющихся мелющих тел могут достигать нескольких тысяч градусов, а эффективность таких процессов существенно увеличивается, имея в виду, что и давления в таких местах имеют высокие значения [21-23]. Все это безусловно стимулирует процессы локального плавления в смесях порошков в ходе синтеза функциональной керамики.
Кроме того, жидкая фаза появляется также в результате плавления исходных кристаллогидратов карбонатов на начальных этапах синтеза при использова-
нии карбонатного метода. Например, кристаллогидрат основного карбоната магния плавится при 650 °С.
Высокая температура синтеза, приводящая к плавлению материала, в случае гелиотехнологии создала ряд особенностей морфологии и микроструктуры керамического порошка. В этом случае в материале существенно увеличилось доля фазы на основе шпинели. Частицы, полученные по гелиотехнологии, представляют собой гораздо большие по размерам кристаллы фазы твердых растворов со структурой шпинели, которая располагается в фазе на основе оксида кремния. Шпинель имеет дендритную форму, хорошо закристаллизована и ориентирована в направлениях преимущественного кристаллизационного роста (рис. 5).
В порошке обнаруживается также участки, идентифицированные как карбид кремния (рис. 6).
Рис. 5. Микрофотография поверхности порошка, полученного по гелиотехнологии
Fig. 5. Microphotograph of the surface of the powder obtained by heliotechnology
Рис. 6. Микрофотография поверхности порошка, полученного по гелиотехнологии. Протяженные участки темного цвета - фаза карбида кремния
Fig. 6. Microphotograph of the surface of the powder obtained by heliotechnology. Extended areas of dark color are silicon carbide phase
Si
......I.........I.........I.........I.........I.........I.........I.........I.......
0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 цш
Fe
Обращает на себя внимание и тот факт, что так как рост фазы шпинели из расплава приводит к ее кристаллизации в строгих направлениях кристаллографических плоскостей, то это позволяет выстроить характерные, четко ограниченные межфазовые границы и увеличить их протяженность за счет разветвления морфологии дендритов. Дендриты в этом случае имеют довольно большой размер, до 10 мкм. (см. рис. 3^. Вместе с тем наличие в синтезируемом материале значительных количеств расплава обусловливает существенную непредсказуемость в задаваемом фазовом составе из-за неизвестных пределов и скоростей растворения в нем различных кристаллических фаз материала. Аналогичные причины усложняют теоретическое прогнозирование фазового состава при синтезе с использованием в исходном составе стеклообразных ингредиентов, так как остаются неизвестны их скорость кристаллизации, порядок выделения кристаллов и реакционная способность по отношению к другим ингредиентам при термообработке [24].
Описанные выше микроструктурные особенности явно свидетельствуют об участии жидкой фазы в процессах синтеза функциональной керамики в соответствии с обсуждаемыми методами. И если при высокотемпературной гелиотехнологии такое плавление всего материала вполне очевидно, то полученные экспериментальные результаты позволяют сказать, что и в ходе термообработки при 1250 °С, для предлагаемых в работе других методов, также имеет место локальное плавление, которое влияет на кристаллизацию из расплава различных фаз, особенно фазы на основе ^е, Сг)203.
Концентрационные профили различных элементов, входящих в систему оксидов Сг203^Ю2-Ре203-CaO-Al2O3-MgO-CuO, полученные в работе с помощью сканирования электронного луча по поверхности образца, позволили обнаружить на границах раздела двух различных фаз образования метастабильных твердых растворов. На рис. 7 представлен такой концентрационный профиль железа и кремния на границе раздела фаз на основе SiO2 и ^е, Сг)203.
Легко заметить, что их концентрации изменяется постепенно без скачка при переходе от одной фазы к другой через границу. И по обе стороны границы образуется твердые растворы с непрерывным изменением концентрации этих элементов. Такие твердые растворы являются метастабильными в силу того, что диаграмма состояния указывает на отсутствие растворимости между оксидом железа и оксидом кремния.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Данное исследование демонстрирует потенциал модифицированных методов керамической технологии для получения композиционных материалов с желаемыми свойствами, приближенными к функциональной керамике, полученной по гелиотехнологии.
2,0 цш
Рис. 7. Микрофотография поверхности порошка, полученного оксидным методом, и концентрационные профили кремния и железа на границе раздела фаз SiO2 и (Fe, Cr)2O3
Fig. 7. Micrograph of the surface of the powder obtained by the oxide method and concentration profiles of silicon and iron at the interface of SiO2 and (Fe, Cr)2O3. phases
Результаты показали, что порошки, полученные с использованием оксидного метода, керамической технологии и золь-гель технологии, обладают более однородной структурой и меньшим размером частиц по сравнению с порошками, полученными по гелиотехнологии. Это свидетельствует о возможности достижения желаемых свойств композиционных материалов с помощью этих методов.
Особый интерес представляет образование нанораз-мерных, метастабильных и аморфных фаз на границах порошков, полученных модифицированными методами. Эти фазы считаются ответственными за генерацию импульсного инфракрасного излучения и проявления ИТЭ, что открывает новые возможности для применения полученных материалов в различных областях, требующих контролируемых свойств и способности генерировать импульсное инфракрасное излучение.
Таким образом, результаты исследования подтверждают значимость модифицированных методов керамической технологии и их потенциал для разработки новых композиционных материалов с улучшенными свойствами. Это исследование может служить
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
отправной точкой для дальнейших исследований в области синтеза функциональной керамики и применения модифицированных методов в масштабируемой керамической технологии.
В целом, данное исследование представляет важный вклад в область керамических материалов, расширяет наше понимание о возможностях синтеза и улучшения свойств функциональной керамики, и может иметь применение в различных технических и научных областях, где требуются материалы с контролируемыми свойствами и способностью генерировать импульсное инфракрасное излучение.
Литература
1. Rakhimov R.Kh. possible mechanism of pulsed quantum tunneling effect in photocatalysts based on nanostructured functional ceramics // Computational Nanotechnology. 2023. Vol. 10. No. 3. Pp. 26-34. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-26-34. EDN: QZQMCA.
2. Рахимов Р.Х. Применение керамических материалов. Lambert, Дюссельдорф, 2023. Т. 1. С. 278.
3. Рахимов Р.Х. Применение керамических материалов. Lambert, Дюссельдорф, 2023. Т. 2. С. 202.
4. Рахимов Р.Х. Применение керамических материалов. Lambert, Дюссельдорф, 2023. Т. 3. С. 384.
5. Рахимов Р.Х. Применение керамических материалов. Lambert, Дюссельдорф, 2023. Т. 4. С. 220.
6. Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Ключ к здоровью или функциональная керамика - что это такое? Lambert, Дюссельдорф, 2023. C. 433.
7. Рахимов Р.Х. Функциональная керамика и области ее применения. Инфракрасное излучение - мягкий подход к лечению болезней. Lambert, Дюссельдорф, 2023. C. 154.
8. Рахимов Р.Х. Сахарный диабет, ожирение, гипертония. Lambert, Дюссельдорф, 2023. C. 92.
9. Rakhimov R.Kh. Resonance therapy. Lambert, Dusseldorf, 2023. P. 132.
10. Rakhimov R.Kh. Fundamentals of the Infra-R method. Lambert, Дюссельдорф, 2023. P. 133.
11. Рахимов Р.Х. Синтез функциональной керамики на БСП и разработки на ее основе // Comp. Nanotechnol. 2015. № 3. C. 11-25. EDN: UJUCHV
12. Рахимов Р.Х., Паньков В.В., Ермаков В.П. и др. Возможности пленочно-керамического композита для теплиц и парников // Актуальные проблемы физики твердого тела: сб. докладов X Междунар. науч. конф. (Минск, 2226 мая 2023 г.). С. 481-484.
13. Рахимов Р.Х., Паньков В.В., Ермаков В.П. и др. Исследование свойств функциональной керамики синтезированной модифицированным карбонатным методом // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 3. C. 130-143. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-130-143. EDN: SZDYRZ.
14. Паньков В.В., Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Метод синтеза керамического материала для устройств импульсного ИК-излучения // Минские научные чтения «Технологическая независимость и конкурентоспособность Союзного Государства, стран СНГ, ЕАЭС и ШОС» (Минск, 6-8 декабря 2023 г.): матер. 6-й Междунар. науч.-технич. конф. С. 333-338.
15. Рахимов Р.Х., Горлач Р.С., Паньков В.В., Ермаков В.П. Масштабируемый метод получения нанокомпозитов для
ВЫВОДЫ
Исходя из вышесказанного становится очевидным, что созданный тип микроструктуры в многофазных композитах за счет локального плавления имеет решающее значение. Причем границы кристаллитов играют в этом случае существенную роль. Полученные результаты показывают, что самым вероятным местом для генерации импульсного ИК излучения в таком материале будут, полученные плотные границы кристаллитов и зерен, на которых, в силу описанных процессов, образуются наноразмерные, метастабильные фазы.
References
1. Rakhimov R.Kh. possible mechanism of pulsed quantum tunneling effect in photocatalysts based on nanostructured functional ceramics. Computational Nanotechnology. 2023. Vol. 10. No. 3. Pp. 26-34. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-26-34. EDN: QZQMCA.
2. Rakhimov R.Kh. The use of ceramic materials. Vol. 1. Lambert, Dusseldorf, 2023.P. 278.
3. Rakhimov R.Kh. The use of ceramic materials. Vol. 2. Lambert, Dusseldorf, 2023.P. 202.
4. Rakhimov R.Kh. The use of ceramic materials. Vol. 3. Lambert, Dusseldorf, 2023.P. 384.
5. Rakhimov R.Kh. The use of ceramic materials. Vol. 4. Lambert, Dusseldorf, 2023.P. 220.
6. Rakhimov R.Kh., Ermakov V.P. The KEY TO HEALTH or functional ceramics - what is it? Lambert, Dusseldorf, 2023. P. 433.
7. Rakhimov R.Kh. Functional ceramics and its applications. Infrared radiation - a gentle approach to the treatment of diseases. Lambert, Dusseldorf, 2023. P. 154.
8. Rakhimov R.Kh. Diabetes mellitus, obesity, hypertension. Lambert, Dusseldorf, 2023. P. 92.
9. Rakhimov R.Kh. Resonance therapy. Lambert, Dusseldorf, 2023. P. 132.
10. Rakhimov R.Kh. Fundamentals of the Infra-R method. Lambert, Dusseldorf, 2023. P. 133.
11. Rakhimov R.Kh. Synthesis of functional ceramics based on BSP and developments based on it. Computational Nanotechnology. 2015. No. 3. Pp. 11-25. (In Rus.) EDN: UJUCHV
12. Rakhimov R.Kh., Pankov V.V., Ermakov V.P. et al. Possibilities of a film-ceramic composite for greenhouses and greenhouses. In: Actual problems of solid state physics. Collection of reports of the X International Scientific Conference (Minsk, May 22-26, 2023). Pp. 481-484.
13. Rakhimov R.H., Pankov V.V., Ermakov V.P. et al. Investigation of the properties of functional ceramics synthesized by a modified carbonate method. Computational Nanotechnology. 2023. Vol. 10. No. 3. Pp. 130-143. (In Rus.) DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-130-143. EDN: SZDYRZ.
14. Pankov V.V., Rakhimov R.H., Ermakov V.P. Method of synthesis of ceramic material for pulsed IR radiation devices 6th International Scientific and Technical Conference. In: Minsk Scientific readings 2023 "Technological independence and competitiveness of the Union State, CIS countries, EAEU and SCO" (Minsk, December 6-8, 2023). Pp. 333-338.
15. Rakhimov R.H., Gorlach R.S., Pankov V.V., Ermakov V.P. A scalable method for obtaining nanocomposites for
устройств генерации импульсного излучения дальнего инфракрасного диапазона // Прикладные проблемы оптики, информатики, радиофизики и физики конденсированного состояния: матер. седьмой Междунар. науч.-практич. конф. Минск: НИИ ПФП БГУ 2023. C. 444-10, 444-12.
16. Рахимов Р.Х., Паньков В.В., Ермаков В.П. и др. Разработка метода получения керамических нанокомпозитов с использованием элементов золь-гель-технологии для создания вкраплений аморфных фаз с составом, аналогичным целевой кристаллической керамической матрице // Computational Nanotechnology. 2022. Т. 9, № 3. С. 60-67. DOI: 10.33693/2313-223X-2022-9-3-60-67. EDN: KXUJXW
17. Летюк Л.М., Паньков В.В., Башкиров Л.А. и др. Механизм образования марганец-цинковых ферритов в условиях термовибропомола // Порошковая металлургия. 1988. № 11. С. 36-41.
18. Башкиров Л.А., Летюк Л.М., Страхова Т.А. и др. Влияние условий термомеханического синтеза на свойства изделий из порошков марганец-цинкового феррита // Ме-ханохимический синтез: тезисы докл. Всесоюзной конф. Владивосток, 1990. С. 103-106.
19. Паньков В.В., Башкиров Л.А., и др. Влияние условий термомеханической обработки на свойства порошков Mn-Zn феррита // Механохимия и механоэмиссия твердых тел: тезисы докл. Всесоюзного симпозиума. Чернигов, 1990. Т. 2. С. 160.
20. Zhan Z.L., He Y.D., Wang D.R., Gao W. Low-temperature processing of Fe-Al intermetallic coatings assisted by ball milling // Intermetallics. 2006. No. 14. P. 75.
21. Герасимов К.Б., Гусев А.А., Колпаков В.В., Иванов Е.Ю. // Сиб. хим. журнал. 1991. Вып. 3. С. 140-145.
22. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Моделирование движения и разогрева шаров в планетарной мельнице. Влияние режимов обработки на продукты механоактивации смеси порошков Ni и Nb // Материаловедение. 1999. № 10. C. 13-22.
23. Tonejc A., Kosanovic C., Stubicar M. et al. Equivalence of ball milling and thermal treatment for phase transitions in the Al2O3 system // J. of Alloys and Compounds. 1994. Vol. 204. Pp. L1-L3.
24. Логвинков С.М. Твердофазные реакции обмена в технологии керамики: монография. Изд. ХНЭУ, 2013. 247 с.
devices generating pulsed radiation in the far infrared range. In: Applied problems of optics, computer science, radiophysics and condensed matter physics. Proceedings of the Seventh International Scientific and Practical Conference. Minsk: Research Institute of the BSU PFP, 2023. Pp. 444-10, 444-12.
16. Rakhimov R.H., Pankov V.V., Ermakov V.P. et al. Development of a method for obtaining ceramic nanocomposites using solgel technology elements to create inclusions of amorphous phases with a composition similar to the target crystalline ceramic matrix. Computational Nanotechnology. 2022. Vol. 9. No. 3. Pp. 60-67. (In Rus.) DOI: 10.33693/2313-223X-2022-9-3-60-67. EDN: KXUJXW
17. LetyukL.M., Pankov V.V., BashkirovL.A. et al. The mechanism of formation of manganese-zinc ferrites under conditions of thermovibropol. Powder Metallurgy. 1988. No. 11. Pp. 36-41. (In Rus.)
18. Bashkirov L.A., Letyuk L.M., Strakhova T.A. et al. The influence of thermomechanical synthesis conditions on the properties of products made of manganese-zinc ferrite powders. In: Mechanochemical synthesis: Thesis of the All-Russian Conference. Vladivostok, 1990. Pp. 103-106.
19. Pankov V.V., Bashkirov L.A., and others. Influence of thermomechanical processing conditions on the properties of Mn-Zn ferrite powders. In: Mechanochemistry and mechanical emission of solids. Abstracts of reports of Everywhere. Simp. Chernihiv, 1990. Vol. 2. P. 160.
20. Zhan Z.L., He Y.D., Wang D.R., Gao W. Low-temperature processing of Fe-Al intermetallic coatings assisted by ball milling. Intermetallics. 2006. No. 14. P. 75. (In Rus.)
21. Gerasimov K.B., Gusev A.A., Kolpakov V.V., Ivanov E.Yu. Siberian Chemical Journal. 1991. Issue 3. Pp. 140-145. (In Rus.)
22. Shelekhov E.V., Sviridova T.A. Simulation of the motion and heating of balls in a planetary mill. The effect of processing modes on the products of mechanical activation of a mixture of Ni and Nb powders. Materials Science. 1999. No. 10. Pp. 13-22. (In Rus.)
23. Tonejc A., Kosanovic C., Stubicar M. et al. Equivalence of ball milling and thermal treatment for phase transitions in the Al2O3 system. J. of Alloys and Compounds. 1994. Vol. 204. P p. L1-L3.
24. Logvinkov S.M. Solid-phase exchange reactions in ceramics technology. Monograph. KHNEU Publishing House, 2013. 247 p.
Статья проверена программой Антиплагиат
Рецензент: Раджапов С.А., доктор физико-математических наук; главный научный сотрудник лаборатории полупроводниковых высокочувствительных датчиков; Физико-технический институт Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан
Статья поступила в редакцию 08.02.2024, принята к публикации 10.03.2024 The article was received on 08.02.2024, accepted for publication 10.03.2024
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Рахимов Рустам Хакимович, доктор технических наук; заведующий лабораторией № 1; Институт материаловедения Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан; г. Ташкент, Республика Узбекистан. ORCID: 0000-0001-6964-9260; Author ID: 1204344; SPIN-код: 3026-2619; E-mail: [email protected]
ABOUT THE AUTHORS
Rustam Kh. Rakhimov, Doctor of Engineering; Head at the Laboratory No. 1; Institute of Materials Science of the SPA "Physics-Sun" of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan; Institute of Renewable Energy Sources; Tashkent, Republic of Uzbekistan. ORCID: 0000-0001-6964-9260; Author ID: 1204344; SPIN-code: 3026-2619; E-mail: [email protected]
NANOTECHNOLOGY AND NANOMATERIALS
Паньков Владимир Васильевич, доктор химических наук, профессор; Белорусский государственный университет; г. Минск, Республика Беларусь. ORCID: 0000-0001-5478-0194; E-mail: [email protected] Ермаков Владимир Петрович, старший научный сотрудник лаборатории № 1; Институт материаловедения Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан; г. Ташкент, Республика Узбекистан. ORCID: 00000002-0632-6680; Author ID: 206572; SPIN-код: 89071685; E-mail: [email protected] Махнач Леонид Викторович, кандидат химических наук; старший научный сотрудник; Белорусский государственный университет; г. Минск, Республика Беларусь. ORCID: 0000-0001-9248-6674; Author ID: 228863; SPIN-код: 5101-1666; E-mail: [email protected]
Vladimir V. Pankov, Dr. Sci. (Chem.), Professor; Belarusian State University; Minsk, Republic of Belarus. ORCID: 0000-0001-5478-0194; E-mail: pankovbsu@ gmail.com
Vladimir P. Yermakov, senior research at the Laboratory No. 1; Institute of Materials Science of the Academy of Science of Uzbekistan; Tashkent, Republic of Uzbekistan. ORCID: 0000-0002-0632-6680; Author ID: 206572; SPINcode: 8907-1685; E-mail: [email protected] Leonid V. Makhnach, Cand. Sci. (Chem.); senior researcher; Belarusian State University; Minsk, Republic of Belarus. ORCID: 0000-0001-9248-6674; Author ID: 228863; SPINcode: 5101-1666; E-mail: [email protected]
