Отчет о научно-исследовательской работе «Многофункциональные стеклообразные, стеклокерамические и органосиликатные материалы и покрытия нового поколения»

Суспензионно-обжиговым методом получены стойкие к окислению покрытия на графите на основе композиции кремний-бор-борид циркония, содержащие в качестве модифицирующей добавки от 5 до 50% волокнистого диоксида циркония. В процессе термообработки за счёт химических реакций с кислородом воздуха формируется стеклообразующий расплав, а также диоксид и силикат циркония. Содержание силиката циркония возрастает при увеличении концентрации модификатора и при повышении температуры. Исследовано влияние наноразмерных волокон оксида алюминия на свойства защитных покрытий на основе композиции кремний - карбид бора - борид циркония. Проведено сравнение свойств покрытий, нанесенных на разные подложки - графит и керамику, исследовано влияние режима термообработки на формируемые покрытия. Модифицирующие добавки в виде наноразмерных волокон оксида алюминия и частиц графита повышают твёрдость термообработанной на воздухе поверхности покрытий на основе композиции кремний - карбид бора - борид циркония. Получены жидкофазно-спеченные материалы на основе карбида и нитрида кремния. Синтезирован ряд новых представителей класса атранов – триэтаноламмониевых солей (протатранов) карбоновых кислот (коричной, бензойной, салициловой, щавелевой, малоновой, янтарной, яблочной и лимонной) и гидрометаллатранов – комплексов триэтаноламина с солями цинка, кобальта (II), меди (II), марганца (II) и железа (III). Состав и строение синтезированных соединений комплексно исследованы методами рентгеноструктурного анализа, элементного анализа, ИК, ЯМР (¹H, ¹³C) спектроскопии, расчетными методами, изучена их термическая устойчивость. Исследовано влияние синтезированных протатранов и гидрометаллатранов на жизнедеятельность микроорганизмов (грибов и бактерий), а также на рост и развитие сельскохозяйственных культур (на примере семян кресс-салата). Исследован процесс ионообменного формирования стекол с пористой структурой. Методами порометрии, оптической, электронной, атомно-силовой микроскопии, рентгеновской 3D-томографии определено влияние состава стекла и солевого расплава, температуры и времени взаимодействия на распределение пор по размеру и строение образующейся структуры. Установлен состав фаз, определяющих магнитные свойства железосодержащих стекол. Разработан метод и проведен синтез метатитаната бария BaTiO₃ и Ba₁₋ₓSrₓTiO₃ непосредственно в пористых матрицах магнитного стекла. Созданы композиционные материалы, обладающие магнитными и сегнетоэлектрическими свойствами и композиты с биологически активным комплексом сукцината меди с триэтаноламином. Органосиликатные композиции, нашедшие широкое применение в различных областях экономики, используются в качестве защитных покрытий металлов и неметаллических неорганических материалов. В первом случае используются для целей электроизоляции (в том числе при повышенной температуре) и защиты металлоконструкций от коррозии, во втором случае (по бетону, кирпичу штукатурке) - в строительстве для защитно-декоративных целей.