Химия и химическое образование: современные проблемы, тенденции и перспективы развития

Номер выпуска 3 от 17.09.2025

В статье подведены итоги IX Международного симпозиума “Химия и химическое образование”, приуроченного к 190-летию Д.И. Менделеева, и третьей молодежной школы по радиоэкологии, посвященной имени выдающегося ученого Дальнего Востока В.А. Авраменко, состоявшихся в Дальневосточном федеральном университете в период с 30 сентября по 3 октября 2024 г. Рассмотрены современные проблемы, тенденции и перспективы развития химии и химического образования. В рамках симпозиума впервые на Дальнем Востоке организованна секция “Синхротронные и нейтронные исследования материалов” с участием сотрудников НИЦ Курчатовский институт ККСНИ и получены результаты совместных исследований.

10 0

Синтез и исследование смешанного биметаллического слоистого карбида (Cr,V)C

Номер выпуска 3 от 17.09.2025

Представлен синтез слоистого сложного карбида состава (Cr,V)C с применением реакционного искрового плазменного спекания (ИПС) и гидротермального кислотного травления. Методами РЭМ и ПЭМ проведено детальное исследование макро- и наноструктуры на каждом этапе синтеза. Подтверждено наличие характерных особенностей образования двумерного карбида в виде частиц и фрагментов мультислойной структуры на макро- и наноуровне. С применением ЭДС и РФА исследован элементный и фазовый состав образцов, в результате установлено, что исходная ожидаемая MAX-фаза Cr₂VAlC₂ в составе образца, полученного ИПС, отсутствует. При этом обнаружена фаза смешанного биметаллического карбида (Cr,V)C на всех стадиях синтеза, для которого параметры кристаллической решетки, включая объем элементарной ячейки, значительно изменяются после кислотного травления. Очевидные изменения в объемной и кристаллической структуре (Cr,V)C соответствуют образованию двумерных наночастиц в составе синтезированного материала. Исследование магнитных характеристик показало, что все образцы обладают магнитным гистерезисом с относительно низкими показателями коэрцитивной силы и величины соотношения остаточной намагниченности к намагниченности насыщения. Низкотемпературные измерения показали незначительное увеличение магнитного момента при понижении температуры для образца, полученного в условиях реакционного ИПС до кислотного травления в HF, без существенного изменения в магнитном поведении образцов.

12 0

Получение металл-керамических композитов с неразъемным соединением с применением искрового плазменного спекания

Номер выпуска 3 от 17.09.2025

Представлено исследование по получению карбидокремниевой керамики, в том числе в составе с армирующей добавкой 10 мас. % SiC_w-вискеров, и металл-керамических композитов с неразъемным соединением на основе данной керамики и жаропрочного сплава ЖС6У-ВИ с применением технологии искрового плазменного спекания. Изучены динамика консолидации SiC-порошков в условиях ИПС, фазовый состав, структура, плотность и микротвердость формируемых образцов SiC-керамики и ее армированной формы SiC/SiC_w. Реализован способ получения металл-керамических композитов с неразъемным соединением на основе полученных образцов керамики и жаропрочного сплава ЖС6У-ВИ в условиях ИПС. Методами РЭМ и ЭДС показано, что получение композитов с бездефектными границами соединенных слоев керамики и жаропрочного сплава достигается за счет формирования промежуточных слоев связующих компонентов Ti-Ag и Ni-Ag, а также демпферного слоя Mo для компенсации различия в величинах КТЛР. Структурная целостность композитов исследована с применением электронной микроскопии и рентгеновской микротомографии. Установлено, что структура SiC- керамики без добавки SiC_w-вискеров является более структурно гомогенной и менее хрупкой для получения композита SiС–ЖС6У-ВИ с неразъемным соединением по технологии ИПС.

13 0

Получение функционально-градиентных материалов на основе карбида кремния и высоколегированной стали по технологии искрового плазменного спекания

Номер выпуска 1 от 17.09.2025

Важной научной задачей практического материаловедения является получение металлокерамических композитов в виде функционально-градиентных материалов (ФГМ) для изделий специального назначения. В этой связи в работе проведено исследование по применению технологии искрового плазменного спекания (ИПС) для эффективного диффузионного соединения SiC-керамики и высоколегированной стали (марка Х18Р15) с получением соединенного ФГМ-композита. В комплексном экспериментальном исследовании изучена динамика консолидации и изменение фазового состава дисперсного SiC в условиях различных температур и скорости разогрева, давления прессования, времени выдержки. В результате оптимизированы условия ИПС для получения SiC-керамики высокой относительной плотности (>82%) и микротвердости (>500 HV) стабильного фазового состава. Исследованы физико-химические основы формирования прочного соединения двухкомпонетной системы SiC-керамики и стали в условиях ИПС без добавок и с использованием смеси добавок в виде связующего, реакционного связующего и демпфера (системы добавок Ti–Ag, Ti–TiH₂, Ti–Ag–TiH₂ и Ti–Ag/Mo). Методами РФА, РЭМ и ЭДС изучена структура, состав керамики и промежуточных (связующих и демпферных) слоев, а также диффузия элементов на границе сформированных соединений в ФГМ-композитах. Установлено, что добавка Ti–Ag/Mo в соотношении 30 мас. % Ti–70 мас. % Ag и плотная прослойка Mo (толщина ~2 мм), выполняющего роль демпфера для компенсации температурного коэффициента линейного расширения, обеспечивают формирование соединенного ФГМ-композита целостной формы. Представленные исследования реализованы впервые, являются перспективными и требуют дальнейшего развития с целью наработки научных знаний изготовления композитных изделий специального назначения.

9 0