Разработка методов мягкого механохимического синтеза сложных оксидов и родственных им соединений и функциональных материалов на их основе

Объект исследования: сложные оксиды, фосфаты и силикаты и функциональные материалы на их основе. Цель: разработка методов механохимического синтеза сложных оксидов и родственных им соединений и функциональных материалов на их основе, основанных на механической активации смесей реагентов (гидроксидов, оксидов, карбонатов и др.) в высокоэнергетических активаторах планетарного типа с последующей термической обработкой продуктов активации. Изучены процессы механохимического синтеза алюминатов лития (γ-LiAlO₂, LiAl₅O₈), феррониобатов бария и стронция, катионзамещенных гидроксиапатитов, а также образование нефелина при взаимодействии различных алюмосиликатов. Впервые показано, что при механохимическом синтезе γ-LiAlO₂ из Al(OH)₃ и Li₂CO₃ на этапе механической активации происходят диспергирование реагентов до субмикронных размеров и их смешение с образованием агрегатов микронных и более размеров. При более длительной активации наблюдаются накопление дефектов в реагентах и образование рентгеноаморфных фаз. При нагревании механически активированной смеси происходит разложение рентгеноаморфного гидроксида алюминия до оксида алюминия, взаимодействующего с карбонатом лития при температурах выше 120 - 150°С с образованием рентгеноаморфного моноалюмината лития. Переход рентгеноаморфного моноалюмината лития в γ-LiAlO₂ протекает через образование промежуточной фазы неизвестной структуры. Показано, что процессы, происходящие при механохимическом синтезе LiAl₅O₈ из Al(OH)₃ и Li₂CO₃, в определенной степени аналогичны процессам, происходящим при механохимическом синтезе γ-LiAlO₂. Показано, что при механохимическом синтезе феррониобатов бария и стронция на этапе механической активации образуются промежуточные фазы, кристаллизация которых с образованием феррониобатов бария и стронция происходит при термической обработке механически активированных продуктов в интервале 600 - 700°С. Впервые показано, что использование механической активации дает возможность увеличить на 40 - 50 К температуру магнитного фазового перехода как в свинецсодержащих, так и в бессвинцовых, тройных перовскитах составов AFe₀,₅B₀,₅O₃, где A - Ba, Pb; B - Nb, Ta. Впервые механохимическим путем синтезированы гидроксиапатиты с одновременным замещением части ионов кальция и фосфат-ионов на лантан и силикат-ионы вплоть до образования соединения состава Ca₄La₆(SiO₄)₆(OH)₂ со структурой гидроксиапатита. Впервые показано, что взаимодействие кека, образующегося при деарсенизации мышьяксодержащего шлама Тувакобальт, с глинистыми минералами в условиях механической обработки приводит к образованию нефелинсодержащих фаз, которые могут быть использованы для получения керамических изделий. Выявлен механизм тотальной деградации нанокерметов δ-Bi₂O₃/Ag при длительном нагревании их при рабочих температурах (500 - 600°С) функционирования кислородных мембран.