Том 59, № 8 (2023)

Разработаны составы сорбционных материалов на основе гидрофосфатов оксотитана(IV), модифицированные катионами циркония(IV) и содержащие одновременно катионообменные, представленные НРО\(_{4}^{{2 - }}\)-группами, и анионообменные, представленные ОН^–-группами, функциональные центры. Проведена апробация полученных образцов при сорбции катионов/анионов сурьмы(III) из высокосолевого раствора. Показано, что сродство ионообменной матрицы к ионам сурьмы(III) усиливается с повышением содержания в ее составе функциональных групп. Такие составы могут рассматриваться как перспективные ионообменные материалы для эффективного извлечения радионуклидов сурьмы из многокомпонентных высокосолевых жидких радиоактивных отходов.

Работа посвящена синтезу кристаллического дителлурида платины PtTe₂, являющегося синтетическим аналогом минерала мончеит, и изучению его термодинамических свойств. По результатам измерений изобарной теплоемкости PtTe₂ в интервале 2–305 K методами релаксационной и адиабатической калориметрии получены стандартные термодинамические функции: энтропия, изменение энтальпии и приведенная энергия Гиббса. При 298.15 K для PtTe₂ рассчитаны \({\CYRS}_{p}^{ \circ }\) = 75.11 ± ± 0.15 Дж/(K моль), S° = 121.5 ± 0.2 Дж/(K моль), Н°(298.15 K) – Н°(0) = 16.69 ± 0.03 кДж/моль, Ф° = 65.55 ± 0.13 Дж/(K моль). С помощью литературных и справочных данных оценена энергия Гиббса образования Δ_fG°(PtTe₂, кр., 298.15) = –75.4 ± 0.8 кДж/моль. Методом фрактальной обработки данных по теплоемкости показана слоистая структура PtTe₂ и оценена его температура Дебая, равная 250 K.

Представлены результаты комплексных исследований процессов дефектообразования и его влияния на оптические свойства кристаллов гадолиний-алюминий-галлиевых гранатов с частичным замещением галлия на алюминий в катионной подрешетке: Gd₃AlGa₄O₁₂ (Al : Ga = 1 : 4), Gd₃Al₂Ga₃O₁₂ (Al : Ga = 2 : 3) и Gd₃Al₃Ga₂O₁₂ (Al : Ga = 3 : 2), а также кристаллов Gd₃Al₂Ga₃O₁₂:Сe³⁺ (Al : Ga = 2 : 3, легированных церием). Результаты, полученные методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и рентгенофлуоресцентного анализа, свидетельствуют о дефиците галлия по отношению к стехиометрическому составу во всех исследованных кристаллах. На основе результатов исследований рассматриваются процессы возникновения ростовых структурных точечных дефектов в кристаллах гадолиний-алюминий-галлиевого граната. Преобладающими точечными дефектами являются F-центры, также показано образование дефектов типа Шоттки и V-центров. Показано, что при легировании гранатов ионами церия также возможно образование дополнительных F‑центров за счет введения церия. Установлено изменение коэффициентов преломления и показателей ослабления в зависимости от соотношения Al : Ga и легирования церием.

Представлены результаты экспериментальных исследований по синтезу шпинели MgAl₂O₄ методом плазменной плавки порошковых компонентов с массовым соотношением Al₂O₃/MgO от 1 до 4. Установлено, что характерный брэгговский пик (~65°), относящийся к плоскости (111) кристаллической фазы MgAl₂O₄, смещается в сторону большего угла 2θ с уширением при избыточном содержании Al₂O₃ в исходном составе. Методом СЭМ показано, что во всех случаях микроструктура поверхности синтезированных образцов представлена плотной упаковкой октаэдрических кристаллов MgAl₂O₄ с размерами от 10 до 500 мкм стехиометрического состава. В полученных образцах обнаружены локальные области, позволяющие рассмотреть динамику роста кристаллов в процессе кристаллизации расплава. Предложенный метод может найти применение при технологии отливки малогабаритных термостойких изделий.

В пятикомпонентной взаимной системе Li⁺,K⁺||F^–,Cl^–,Br^–,\({\text{CrO}}_{4}^{{2 - }}\) проведено разбиение на симплексы на основе теории графов путем составления матрицы смежности и решения логического выражения. На основе проведенного разбиения построено древо фаз системы, которое имеет линейное строение и состоит из четырех стабильных секущих тетраэдров, четырех стабильных пентатопов и стабильного гексатопа. В системе проведено прогнозирование числа и состава кристаллизующихся фаз. Методами дифференциального термического анализа и рентгенофазового анализа исследован стабильный тетраэдр LiF–KCl–KBr–Li₂CrO₄. Точки нонвариантных равновесий в тетраэдре отсутствуют. Непрерывный ряд твердых растворов на основе хлорида и бромида калия является устойчивым и не распадается. В тетраэдре существуют три кристаллизующиеся фазы: LiF, Li₂CrO₄, KCl_xBr_1–x.

Установлена принципиальная возможность пошагового вычисления зависимостей эффективного коэффициента разделения β при дистилляции и сублимации от температуры испарения T и степени дистилляции g. Существование зависимостей β(T) и β(g) рассматривается как следствие изменения распределения примеси в испаряющемся материале при изменении T и g. Расчеты зависимостей β(T) и β(g) основаны на использовании уравнения Бартона–Прима–Слихтера и на расчетах распределения примеси в испаряющемся материале при заданных параметрах вещества и материала. Приведены результаты расчетов названных зависимостей на примере модельного материала на основе бериллия.

Методами Печини и распылительной сушки были изготовлены порошковые смеси на основе α-Si₃N₄ с 3 мас. % спекающей добавки состава Y₂O₃–Al₂O₃ в стехиометрии 2 : 1, 1 : 1 и 3 : 5. Изучены четыре образца керамики, изготовленных методом электроимпульсного плазменного спекания порошковых смесей. Спекание проводилось до температуры окончания усадки порошковых смесей со скоростью нагрева 50°C/мин и при нагрузке 70 МПа. Проведен анализ усадки порошковых смесей в процессе спекания, рассчитана энергия активация спекания, измерены плотность, микротвердость и трещиностойкость (вязкость разрушения) образцов керамики. Наибольшая твердость H_V = 16.5 ГПа при трещиностойкости K_Ic = 3.8 МПа м^1/2 была достигнута для образца с мольным соотношением оксидов Y₂O₃ : Al₂O₃ = 3 : 5, спеченного при 1860°C, уплотнение образца при этом составило 99.0%. Шихта для данного образца была синтезирована методом распылительной сушки.

Исследование проведено с целью разработки технологии извлечения лития из сподуменового сырья. В работе показано, что одним из перспективных направлений переработки сподумена является его спекание с ацетатом натрия. Показано, что в результате реакции между компонентами кристаллическая структура сподумена не разрушается. За счет реакции ионного обмена между CH₃СOONa⋅3Н₂О и LiAlSi₂O₆ образуется водорастворимый ацетат лития и не растворимый в воде алюмосиликат натрия (NaAlSi₂O₆). Растворенный в воде ацетат лития переводится в карбонат лития добавлением раствора Na₂CO₃. Осажденный карбонат лития практически не содержит посторонних примесей. Изучено влияние параметров процесса на степень извлечения Li⁺ из сподумена.