звіти
http://library.ipms.kiev.ua/handle/123/77
2024-03-14T19:34:01ZЗвіт про науково-дослідну роботу: „Синтез і дослідження бактерицидних біоактивних керамік, придатних для ремоделювання кісток в умовах військово-польової хірургії"
http://library.ipms.kiev.ua/handle/123/448
Звіт про науково-дослідну роботу: „Синтез і дослідження бактерицидних біоактивних керамік, придатних для ремоделювання кісток в умовах військово-польової хірургії"
Керівник роботи: Дубок Віталій Андрійович, д.х.н., ( Email:dubok@ipms.kiev.ua)
Мета роботи – аналіз природи, механізмів і методів надання бактерицидних властивостей біоактивним керамікам, синтез зразків та вивчення in vitro їх бактерицидності.
Методи дослідження - хімічні, фізико-хімічні, рентгенівські, ЯМР, біологічні тести in vitro.
Результати дослідження – визначені найбільш перспективні шляхи досягнення бактерицидності біоактивних керамік, синтезовані зразки і досліджені їх властивості.
Рекомендації щодо використання результатів роботи –отримані результати здатні покращити застосування біоактивних керамік у військово-польових умовах.
Прогнозні припущення щодо розвитку об’єктів дослідження – отримані результати необхідні для удосконалення операцій у військово-польових умовах.
Скорочений зміст висновків рецензентів.
Тему треба вважати виконаною повністю на світовому науковому рівні, отримані результати висвітлені у міжнародній науковій літературі і використовуються зараз для доведення частини створених матеріалів для клінічного використання. Серед найбільш суттєвих результатів треба відмітити встановлення нового механізму бактерицидності і нових її варіантів при переході від ортофосфатів до біостекол. Наголошую, що вкрай помилково завершувати такі дослідження, тому що такі дані потрібно поновлювати для кожного нового складу імплантату або нового типу операції з цим матеріалом. Необхідність обов’язкового невідкладного продовження розробки біоактивних керамік з бактерицидними властивостями обумовлена тим, що кожне нове навіть найменше досягнення в цьому напрямку – це врятовані життя і здоров’я поранених захисників нашої батьківщини.
Пропозиції про подальше використання результатів роботи.
Бактерицидність фактично визначає можливість застосування великого класу сучасних біоактивних матеріалів там, де вони найбільше потрібні, – при військових пораненнях, а також при найважчих захворюваннях кісток. Як випливає з результатів даної теми, специфічність антибактеріальних властивостей різних біоактивних матеріалів потребує обов’язкового постійного дослідження, яке повинно супроводжувати будь-яку розробку нових біоактивних матеріалів або нових галузей їх застосування. Тому вкрай помилково завершувати такі дослідження, втрачаючи потенціал, набраний під час цих і попередніх досліджень, обов’язково треба дати можливість виконавцям і створити умови для продовження розробки біоактивних керамік з бактерицидними властивостями, тому що кожне навіть найменше досягнення в цьому напрямку – це врятовані життя і здоров’я поранених захисників нашої батьківщини.
2023-01-01T00:00:00ZЗвіт про науково-дослідну роботу: „Вивчення фазових співвідношень і властивостей утворюваних фаз в багатокомпонентних тугоплавких оксидних системах, що вміщують Al2O3, TiO2, Ln2O3 (де Ln - La, Er, Dy, Yb) і створення фізико-хімічних засад розробки нових багатокомпонентних матеріалів на основі системи ZrO2-Y2O3-CeO2-Al2O3 та стекол і волокон з розплавів гірських порід типу базальтів.”
http://library.ipms.kiev.ua/handle/123/439
Звіт про науково-дослідну роботу: „Вивчення фазових співвідношень і властивостей утворюваних фаз в багатокомпонентних тугоплавких оксидних системах, що вміщують Al2O3, TiO2, Ln2O3 (де Ln - La, Er, Dy, Yb) і створення фізико-хімічних засад розробки нових багатокомпонентних матеріалів на основі системи ZrO2-Y2O3-CeO2-Al2O3 та стекол і волокон з розплавів гірських порід типу базальтів.”
Керівник роботи: Дудник Олена Вікторівна, д.х.н., (email:dep25@ipms.kiev.ua )
Об’єкт дослідження - тугоплавкі оксидні сполуки та волокна з андезито-базальту, їх взаємодія та властивості, технологія виготовлення матеріалів на їх основі.
Мета роботи: дослідження фазових співвідношень та побудова елементів діаграм стану потрійних тугоплавких оксидних систем Al2O3–TiO2–Lа2O3, і ZrO2–оксиди лантаноїдів іттрієвої підгрупи; вивчення особливостей консолідації композитів з нанокристалічних та ультрадисперсних порошків системи ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 для створення нових матеріалів функціонального, конструкційного та медичного призначення на основі ZrO2 та Al2O3; проведення досліджень по розробці нових складів силікатної сировини для отримання стекол та волокон на основі гірських порід.
Вперше на основі систематичних досліджень фазових рівноваг побудовано повну діаграму стану системи Al2O3–TiO2– La2O3, в інтервалі температур 1400–2710 С, характерною рисою фазових рівноваг в системі є відсутність в ній потрійних сполук, помітних областей потрійних твердих розчинів, а також переважно евтектичний характер взаємодії; проведено аналіз взаємодії у квазіподвійних системах ZrO2–Ln2O3 (Ln= Dy, Yb та Er) та побудовано ізотермічні перерізи потрійних систем ZrO2 – Dy2O3 – Er2O3, ZrO2- DyO2 – Yb2O3, ZrO2 – Er2O3 – Yb2O3 при 1400 С. Побудовані діаграми стану є новим довідниковим матеріалом, необхідним для створення сучасних технологій одержання матеріалів конструкційного та функціонального призначення.
Вперше визначено закономірності фазових перетворень та структуроутворення в процесі консолідації композиційних матеріалів з нанокристалічних та ультрадисперсних порошків системи ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 на основі ZrO2 та Al2O3, зміцненого частинками твердого розчину ZrO2 (Y2O3, CeO2), в залежності від температури термічної обробки вихідних порошків. Результати проведених досліджень буде використано при мікроструктурному проєктуванні високотехнологічних керамічних матеріалів системи ZrO2-Y2O3-СеО2-Al2O3 конструкційного призначення.
Вперше досліджено фізико-хімічних властивостей багатокомпонентних природних та штучних силікатних систем з урахуванням впливу оксидів бору, цирконію, гафнію та алюмінію на поверхневий натяг, в’язкість, міжфазну взаємодію розплавів з тугоплавкими матеріалами різної природи та походження, процеси волокноутворення. Вперше досліджено захисні властивості композитного бетону з різною кількістю базальт-борної фібри з метою покращення радіаційного захисту контейнерів для зберігання відпрацьованого ядерного палива.
Ключові слова: ФАЗОВІ РІВНОВАГИ, ДІОКСИД ЦИРКОНІЮ, ОКСИД ТИТАНУ, КОНЦЕНТРАТ ОКСИДІВ РЗЕ , НАНОКРИСТАЛІЧНІ ПОРОШКИ, ГІРСЬКІ ПОРОДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРИЙОМИ МОДИФІКАЦІЇМОДИФІКОВАНІ СИЛІКАТНІ ВОЛОКНА
Скорочений зміст висновків рецензентів.
В роботі представлено результати систематичних досліджень фазових співвідношень в багатокомпонентних тугоплавких оксидних системах, що вміщують Al2O3, TiO2, Ln2O3 (де Ln = La, Er, Dy, Yb); особливостей структуроутворення в процесі консолідації композиційних матеріалів з нанокристалічних та ультрадисперсних порошків системи ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 на основі ZrO2 та Al2O3; впливів оксидів бору, цирконію, гафнію та алюмінію на структуру і властивості розплавів, стекол та волокон на основі андезито-базальту. Вперше побудовано повну діаграму стану Al2O3–TiO2–La2O3 в інтервалі 1400–2310 °С, яка представлена у вигляді проекції поверхонь ліквідусу і солідусу на концентраційний трикутник складів, схеми кристалізації сплавів, ізотермічного перерізу при 1400 °С. Проведено аналіз взаємодії у подвійних та потрійних системах, що вміщують ZrO2, Dy2O3, Er2O3, Yb2O3 та побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану систем ZrO2‒Dy2O3‒Yb2O3, ZrO2‒Er2O3‒Dy2O3, ZrO2‒Er2O3‒Yb2O3 при 1400 °С. Вперше досліджено особливості фазових переходів в процесі термічної обробки нанокристалічних та ультрадисперсних порошків системи ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 в залежності від складу твердого розчину на основі ZrO2 та вмісту ZrO2 у складі ZTA-композитів. Вперше проведено визначення впливу температури термічної обробки вихідних нанокристалічних та ультрадисперсних порошків на особливості консолідації, структуроутворення та низькотемпературної фазової стабільності матеріалів системи ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 на основі ZrO2 та Al2O3. Досліджено розплави і волокна з андезито-базальту, модифіковані В2О3, метаборатом кальцію, оксидами цирконію та гафнію; визначено вплив Al2O3 на фізико-технічні властивості силікатних волокон, одержаних з розплавів вулканічних гірських порід різних родовищ. Вперше проведено дослідження захисних властивостей композитного бетону з різною кількістю базальт-борної фібри для покращення радіаційного захисту контейнерів для зберігання відпрацьованого ядерного палива. Приведені дослідження є основою розробки новітніх оксидних матеріалів конструкційного, у тому числі на основі спрямовано закристалізованих евтектик та функціонального призначення. Отримані в роботі дані є актуальними і достовірними, оскільки виконані на атестованому обладнанні, та відповідають сучасному рівню досліджень в галузі фізико-хімічного матеріалознавства, про що свідчать публікації у фахових журналах світового рівня та доповіді на міжнародних конференціях, робота виконана на високому професійному рівні та заслуговує високої оцінки і має перспективи подальшого розвитку.
Пропозиції про подальше використання результатів роботи.
Результати проведених досліджень перспективні для створення широкого спектру функціональних матеріалів, теплозахисних покриттів на елементах конструкцій гарячої зони газотурбінних двигунів, високотехнологічних керамічних матеріалів конструкційного призначення та радіаційно-захисних композицій.
2023-01-01T00:00:00ZЗвіт про науково-дослідну роботу: „Встановлення механізмів структуроутворення та зміцнення нових нанокомпозитних покриттів на основі сполук перехідних металів та їх твердих розчинів"
http://library.ipms.kiev.ua/handle/123/438
Звіт про науково-дослідну роботу: „Встановлення механізмів структуроутворення та зміцнення нових нанокомпозитних покриттів на основі сполук перехідних металів та їх твердих розчинів"
Керівник роботи: Іващенко Володимир Іванович, д.ф.-м.н.,( Email:petro@ipms.kiev.ua )
Об’єкт дослідження – покриття, та об’ємні матеріали на основі системи М1-М2-С, де М1,М2 є перехідний метал.
Мета дослідження: 1) На основі експериментальних і теоретичних досліджень, віднайти оптимальні режими осадження магнетронних покриттів на основі сполук перехідних металів та їх твердих розчинів в якості захисних і зносостійких шарів для довготермінової експлуатації; 2) Встановити механізми формування структурних, та механічних властивостей осаджених покриттів на основі експериментальних і першопринципних розрахунків.
В результаті виконання теми були отримані наступні результати:
1) Встановлені оптимальні режими осадження Ti-Nb-C покриттів на основі експериментальних і теоретичних досліджень. Встановлено, що покриття являють кристаліти TiC-NbC твердих розчинів вкраплених в аморфну вуглецеву матрицю (nc-Ti1-xNbxC/a-C). Пояснено властивості покриттів.
2) Встановлені оптимальні режими осадження Ti-Zr-C покриттів на основі експериментальних і теоретичних досліджень. Покриття є наноструктурованими (nc-Ti1-xZrxC/a-C). Пояснено властивості покриттів.
3) Осаджено і пояснено властивості покриттів (nc-Ti1-x-yNbxMoyC/a-C) на основі Ti-Zr-Mo-С системи із залученням першопринципних розрахунків.
4) Згайдено оптимальні режими осадження Мо-W-С покриттів і пояснено їх властивості.
5) Теоретичні дослідження дозволили пояснити ряд структурних перетворень в системі Ti-Mo-C. Зокрема, фазові рівноваги в системах МоСх та кубічних і гексагональних твердих розчинів Ті1-хМохС.
6) Структурі перетворення та пропозиція нових перспективних фаз в системі Ti-W-C були запропоновані на основі першопринципних розрахунків.
7) Першопринципні розрахунки передбачають нові тверді фази NbN та TaN з тетрагональною та орторомбічною структурами. Прогнозована твердість по Вікерсу таких фаз – понад 30-34 ГПа. Ці дані стимулюють експериментаторів до подальших досліджень цих сполук для їх синтезу.
Ключові слова: ПОКРИТТЯ, СПОЛУКИ НА ОСНОВІ ПЕРЕХІДНИХ МЕТАЛІВ, СТРУКТУРНІ, МЕХАНІЧНІ ТА ЕЛЕКТРОННОСТРУКТУРНІ ВЛАСТИВОСТІ, ПЕРШОПРИНЦИПНІ РОЗРАХУНКИ, СТАБІЛЬНІСТЬ ФАЗ.
Скорочений зміст висновків рецензентів.
Хижун О.Ю.: Роботи по темі, носять фундаментальний характер: поєднання експериментальних і теоретичних методик дозволило встановити характер і механізми впливу мікроструктури і складу покриттів на основі карбідів перехідних металів та їх твердих розчинів на їх властивості. Теоретичні моделі твердих розчинів та механізми фазових переходів у них можуть бути використані для пояснення стабільності і властивостей інших подібних плівкових і об’ємних матеріалів. Вважається завершення теми успішним і рекомендовано до затвердження.
Носенко В.К.: В результаті виконання проектних завдань були осаджені і досліджені нанкомпозитні покриття на основі твердих розчинів TiC-NbC, TiC-ZrC, TiC-ZrC-MoC, MoC-WC. Грунтовне пояснення властивостей покриттів було можливим завдяки їх всебічному експериментальному вивченню, а також першопринципним розрахункам сполук перехідних металів та їх твердих розчинів. Результати тематичних робіт були опубліковані в рейтингових зарубіжних фахових журналах, таких як Nanomaterials, Surface and Interfaces, Measurement, Materials Chemistry and Physics, Journal of Physics and Chemistry of Solids, Thin Solid Films, Computation Materials Science, Phisica B та інших, що говорить про високий їх науковий рівень. Розроблені покриття можуть бути використані в якості захисних та зносостійких покриттів. Звіт рекомендовано до затвердження.
Пропозиції про подальше використання результатів роботи.
Розроблені нанокомпозитні покриття рекомендовано для використання в якості захисних та зносостійких шарів, наприклад в МЕМС, НЕМС, на різальному інструменті; в медицині - для покриття імплантів невидимих для XRD; в побуті для покриття кухонного посуду жаростійкими низькофрикційними шарами. Встановлені механізми структурних перетворень в сполуках перехідних металів та їх твердих розчинах та прогнозовані нові надтверді сполуки на їх основі можуть бути використані при синтезі нових перспективних матеріалів.
2023-01-01T00:00:00ZЗвіт про науково-дослідну роботу: „ВПЛИВ СКЛАДУ, СТРУКТУРИ ТА МЕТОДІВ ОТРИМАННЯ НА ВОДЕНЬСОРБЦІЙНІ ТА ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛІВ - СОРБЕНТІВ ВОДНЮ НА ОСНОВІ Mg, РІДКІСНИХ МЕТАЛІВ (Ti, Zr, V ТА ІНШ.), ВІДПОВІДНИХ КОМПОЗИТІВ, ПЕРСПЕКТИВНИХ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ У ВОДНЕВІЙ ЕНЕРГЕТИЦІ"
http://library.ipms.kiev.ua/handle/123/433
Звіт про науково-дослідну роботу: „ВПЛИВ СКЛАДУ, СТРУКТУРИ ТА МЕТОДІВ ОТРИМАННЯ НА ВОДЕНЬСОРБЦІЙНІ ТА ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛІВ - СОРБЕНТІВ ВОДНЮ НА ОСНОВІ Mg, РІДКІСНИХ МЕТАЛІВ (Ti, Zr, V ТА ІНШ.), ВІДПОВІДНИХ КОМПОЗИТІВ, ПЕРСПЕКТИВНИХ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ У ВОДНЕВІЙ ЕНЕРГЕТИЦІ"
Керівник роботи: Солонін Юрій Михайлович, чл.- кор. НАНУ,( Email: solonin@ipms.kiev.ua )
Об’єкти дослідження – легована Ni, Ti, Fe гідридна фаза MgH2, що отримана методами механохімії, магнієвмісни інтерметаліди типу АВ5 (La1-XMgXNi3), модифіковані сплави АВ2(АВ3) та композити на основі магнію з каталітичними добавками MgCl2, TiC–2TiB2.
Мета роботи: розвиток фізико-хімічних основ створення сплавів і композитів, здатних накопичувати та акумулювати значну кількість водню, отриманих методом механохімії, а також на основі рідкісноземельних металів.
Методи дослідження – рентгенівська дифрактометрія, термодесорбційна спектроскопія, метод поляризаційних кривих, растрова електронна мікроскопія, мас-спектрометрія, потенціодинамічний, електрохімічний.
Встановлено, що Mg(MgH2) з 10мас.% Ni, Ti, Fe мають водневу ємність 6,0 мас %., скорочення у 6; 16 разів часу (порівняно з чистим MgH2) вивільнення десорбованого водню з нанорозмірних механічних сплавів, що забезпечують можливість їх практичного використання в стаціонарних акумуляторах водню.
Сплави LaNi5-xMx, що містять Al і Mn, мають хорошу кінетику зворотього поглинання водню, високу ємність по водню (300 мА*год/г), утворюють стійкі гідриди, ефективно поглинають водень при контактному заряді з Zn. Потрійні сплави з Al та Mn можуть бути використані для ефективного накопичення і збереження водню у вигляді гідриду з подальшим використанням його як газоподібне паливо. Показано вплив стабільності кількісного фазового складу С15 і С14, яка залежить від швидкості охолодження при кристалізації, на властивості сплаву ZrNi1,2Mn0,5Cr0,2V0,1 . Фаза Zr7Ni10прискорює активацію. Ці матеріали можуть розглядатися для накопичення водню і застосування їх у сучасних хімічних джерелах струму.
Отримані результати свідчать про те, що найбільш ефективної генерації водню шляхом взаємодії з водою можна досягти за допомогою кульового помелу MgH2 з добавками 5 мас.% MgCl2 + 1 мас.% TiC–2TiB2. Комбінація застосованих підходів показала помітний синергетичний ефект на генерацію водню.
Ключові слова: ВОДЕНЬСОРБЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ, ВОДНЕВА ЄМНІСТЬ, КІНЕТИКА, ЦИКЛОСТІЙКІСТЬ.
Скорочений зміст висновків рецензентів.
Рецензована робота присвячена розробці та дослідженню нових технологій і
методів отримання водень-сорбуючих матеріалів на основі гідридоутворюючих металів, їх сплавів, а також вивченню термодинамічних, електрохімічних властивостей вказаних матеріалів, структурних перетворень при сорбції/десорбції водню. Термодинамічні та електрохімічні властивості нових воденьвміщуючих матеріалів, отриманих за розробленими виконавцями технологіями, досліджено за допомогою комплексу сучасних фундаментальних фізико-хімічних методів – рентгеноструктурного та фазового аналізів, рентгенівської емісійної, фотоелектронної та термодесорбційної спектроскопії, емісійного спектрального аналізу, растрової електронної мікроскопії. Було вперше запропоновано метод внутрішнього електролізу для отримання водню із застосуванням у якості катодів сплавів-собрентів.
Поставлені в НДР завдання є актуальними, а результати роботи вносять значний вклад у розвиток водневого матеріалознавства. Виходячи з наукової та практичної цінності отриманих результатів, вважаєм, що рецензована робота виконана на сучасному науковому рівні, носить фундаментальний характер і містить низку нових значимих результатів, необхідних для перспективних досліджень і розробок в області метало гідридних матеріалів і гідридних технологій. Всі завдання теми повністю виконані. Звіт з рецензованої роботи може бути рекомендований до прийняття, заслуговує позитивної оцінки.
Пропозиції про подальше використання результатів роботи.
Синтезовані матеріали відповідають міжнародним стандартам, умовам для зберігання водню в стаціонарних металогідридних системах зберігання водню з високою водневою ємністю (6 мас.% Н2), швидкою кінетикою десорбції та акумулювання водню і може бути використані для практичного застосування в системах транспортування Н2, для застосування їх у сучасних хімічних джерелах струму. Багатокомпонентні сплави можуть бути використані для ефективного накопичення і збереження водню у вигляді гідриду з подальшим використанням його як газоподібне паливо.
2023-01-01T00:00:00Z