Vol 50, No 3 (2024)

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур семейства и La₈Ni₄₀As₂₄–oP72 (V= 1069.3 ų, пр. группа Pnma) и Ca₁₂Fe₃₂Pd₄As₂₄-oP72 (V= 1155.89 ų, пр. группа Pnma). Для кристаллической структуры La₈Ni₄₀As₂₄–oP72 установлены 79 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N=2 (1 вариант), 3 (18 вариантов), 4 (30 вариантов) и 6 (30 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: сдвоенных тетраэдров-димеров K6(4a) = 0@6(La₂Ni₂As₂) и K6(4b) = (Ni₂As₂Ni₂) с симметрией g= –1, тетраэдров K4 = 0@4 (LaNi₂As), колец K3 = 0@3(Ni₂As), атомов-спейсеров Ni7 и As5. Для кристаллической структуры Ca₁₂Fe₃₂Pd₄As₂₄-oP72 установлены 93 варианта кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц 2 (2 варианта), 3 (15 варианта), 4 (49 варианта) и 6 (29). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры Ca₁₂Fe₃₂Pd₄As₂₄-oP72 с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: сдвоенных тетраэдров-димеров K6(4a) = 0@ 6 (Ca₂Fe₂As₂) c симметрией g= –1, тетрамеров K12(4b) = 0@ 12 (CaFeFe₂As₂)2 с симметрией g= –1, тетраэдров K4 = 0@4(CaFe₂As), колец K3 = 0@3(Fe₂As), атомов-спейсеров Pd и As. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур La₈Ni₄₀As₂₄–oP72 и Ca₁₂Fe₃₂Pd₄As₂₄ -oP72 из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.

Аннотация: в работе получены высокотемпературные композиционные материалы на основе реакционно спеченного карбида кремния, модифицированного молибденовой связкой. Определена микроструктура, фазовый состав и физико-механические свойства сформированных композитов. Экспериментально показано, что молибден в процессе реакционного спекания образует с расплавом кремния устойчивую фазу MoSi₂ в объеме спекаемого керамического материала. Показано, что численные параметры лакунарности и хаотичности позволяют оценивать однородность структуры материала в прямой связи с варьированием технологических режимов синтеза керамик. Полученные композиты характеризуются плотностью порядка 3.02–3.16 г/см³ и прочностью при изгибе порядка 180–220 МПа.

В соответствии с разработанной оригинальной методикой золь-гель синтеза композиций, основанной на раздельном осаждении компонентов (с приемом обратного осаждения) с последующим их смешением и спеканием, получены керамические композиты на основе системы LaPO₄–ZrSiO₄. Разработанная методика золь-гель синтеза основана на раздельном приготовлении коллоидных растворов LaPO₄·nH₂O и гидроксида циркония ZrO(OH)₂, образованных после добавления раствора аммиака (золей), и спиртового раствора ТЭОС (геля) обратным осаждением и последующем смешении золей и геля с добавлением раствора аммиака для получения соответствующих композиций ((1-х)LaPO₄·nH₂O–x(H₂SiO₃–ZrO(OH)₂)) в виде гелей. Методами РФА, ДСК/ТГ и сорбтометрии изучены физико-химические свойства порошков. Измерена микротвердость по Виккерсу керамических образцов, спеченных в интервале температур 1000–1300°C. На способ синтеза композитов на основе LaPO₄ получен патент РФ. Минералоподобные матрицы на основе системы LaPO₄–ZrSiO₄ предполагается использовать для иммобилизации и захоронения отдельных изотопов актинид-редкоземельной фракции высокоактивных отходов.

Синтезированы висмутсодержащие композиционные материалы с переменным содержанием оксида иттрия путем пропитки матриц из силикатных пористых стекол в подкисленных водно-солевых растворах Bi(NO₃)₃∙5H₂O в присутствии Y(NO₃)₃·6H₂O с их последующей тепловой обработкой при 650°C или 870°C и исследованы их люминесцентные свойства. Установлено, что синтезированные материалы обладают фотолюминесценцией в широком спектральном диапазоне (230–900 нм) благодаря присутствию различных активных центров (=Si⁰, Y³⁺–O₃^2–, Si-ВАЦ (висмутовые активные центры, ассоциированные с кремнием), радикалы , Bi³⁺, Bi²⁺ ионы, Bi³⁺ пары, кремнекислородные дефекты), а также благодаря переходу Bi³⁺ → Y³⁺ MMCT (metal-to-metal charge transfer), вследствие чего могут рассматриваться в качестве новых перспективных неорганических люминофоров.