Звіт про науково-дослідну роботу: „Вплив електричних і магнітних полів на формування наноструктурних матеріалів функціонального призначення методами іскроплазмового спікання і колоїдної самозбірки”

Abstract

ОБ’ЄКТИ ДОСЛІДЖЕННЯ – порошки титанату барію, карбід бору, карбіду титану, карбіду танталу, нікелю, оксиду нікелю, кобальтового фериту, діоксид титану, легований нітрид вуглецю. МЕТА РОБОТИ- дослідження впливу електричних і магнітних полів на процеси формування наноструктурних матеріалів функціонального призначення методами іскроплазмового спікання і колоїдної самозбірки. Досліджено вплив параметрів синтезу на структуро-морфологічні характеристики гідротермально отриманого ВаТiО3, та умови формування полярної фази ВаТіО3 у вигляді стержнеподібних частинок. Показано, що стержнеподібні структури ВаТіО3, синтезовані за умови SR=19÷29 та використання TiOCl2 або ТіО2 як вихідних реагентів, демонструють вищі значення а/с (1.012 або 1.013), менші значення ширини (50 або 70÷90 нм), високе значення співвідношення сторін (19÷21 або 6÷9) в порівнянні з аналогами. Розроблено комплексну методику дослідження реологічних властивостей дисперсій керамічних нанопорошків з полімерною матрицею та проаналізована реологічна поведінка структурованих суспензій на основі нано-BaTiO3 та суміші порошків Ni/NiO. Розроблена методика отримання тонких плівок із застосуванням полів високого зсуву та попередньо охолоджених суспензій. Були отримані плівки з товщиною 270-350 нм та шорсткістю поверхні 26 нм. На основі плівок BaTiO3, Ni/NiO та CoFe2O4 були зібрані прототипи багатошарових керамічних конденсаторів, а також магнітоелектричні прототипи датчиків слабких магнітних полів. Розроблено CVD метод синтезу композита C3N4Ox/TiO2анатаз, хімічною полімеризацією іn situ синтезовані композити C3N4Ox/поліанілін, TiO2анатаз/поліанілін та досліджено їх поверхневу структуру й оптичні властивості. Встановлена можливість збільшення коефіцієнту поглинання видимому діапазоні спектра випромінювання та можливість впливу на положення спектра поглинання для підвищення фотокаталітичної ефективності. Був отриманий шар BaTiO3 з шорсткістю Ra 90–150 нм i Rq 100–150 нм при осадженнi суспензiй в областi 10–20 В/см. Створено методику реакційного ІПС композитів BaCb–(BxOy/BN) з 3D-сіткою нано-BxOy/BN. Отримано методом ІПС потрійний однофазний високоентропійний карбід TaZrNb при температурі 1920 °C. Міцність на згин карбіду TaZrNb показала пік при 1600 °C до 496 ± 44 МПа, при 1800 °C і 2000 °C міцність зменшується до 366 ± 46 МПа та 139 ± 32 МПа відповідно. Тріщиностійкість та модуль пружності склали 2,9 ± 0,3 МПа м1/2 та 563 ± 19 ГПа, відповідно. Досліджено отримання TiB2-TiN методом реакційного ІПС з суміші TiH2-B-BNгекс, а також процеси фазоутворення, що відбуваються в ході формування кінцевої композиції TiB2-TiN. КЛЮЧОВІ СЛОВА: МЕТОДИ КОЛОЇДНОЇ САМОЗБІРКИ, ІСКРОПЛАЗМОВЕ СПІКАННЯ, НАНОПОРОШКИ, ОДНОМІРНІ ТА ДВОМІРНІ НАНОСТРУКТУРИ.