РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ МЕХАНОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ И СТРУКТУРНО РОДСТВЕННЫХ ИМ СОЕДИНЕНИЙ И МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ

Объектом исследования являются: алюминаты лития, сложные оксиды-перовскиты, слоистые двойные гидроксиды (СДГ), фосфаты и функциональные материалы на их основе. Цель работы - разработка методов механохимического синтеза этих соединений и функциональных материалов на их основе, основанных на механической активации смесей реагентов (гидроксидов, оксидов, карбонатов, фосфатов) в высокоэнергетических активаторах планетарного типа с последующей термической обработкой продуктов активации. В 2020 г. были выполнены следующие исследования: 1. В результате проведённых исследований возможности механохимически стимулированного термического синтеза моноалюминатов лития, из смесей гиббсит/бемит с карбонатом лития, предварительно подвергнутых механической обработке в полупромышленной шаровой мельнице, было показано что: 1) Из смеси гиббсит - карбонат лития, предварительно обработанной в шаровой мельнице в течение не менее 4 - 6 часов, при дальнейшей термической обработке в интервале температур от 600 до 650 о С в течение 4 часов, на воздухе, может быть синтезирован монофазный высокодисперсный α-LiAlO2. 2) Для получения гамма-алюмината лития смесь гиббсита с карбонатом лития должна быть механически обработана в течение не менее 32 часов и подвергнута термической обработке на воздухе в течение 4 часов при температуре 900 оС. 3) Из смеси бемит - карбонат лития, предварительно обработанной в шаровой мельнице в течение не менее 58 часов, при дальнейшей термической обработке в интервале температур от 900 до 950 о С в течение 4 часов, на воздухе, может быть синтезирован монофазный высокодисперсный -LiAlO2. 4) Присутствие в продуктах термической обработки переходной Х-фазы, вплоть до 600-700оС, не позволяет получить монофазный альфа-алюмината лития из смеси бемита и карбоната лития, независимо от времени предварительной механической обработки смесей в шаровой мельнице от 1 до 58 ч. 2. Исследованы процессы мягкого механохимического синтеза композиционных материалов на основе Fe3O4 и слоистого двойного литий-алюминиевого гидроксида (LiAl2(OH)6Cl∙nH2O); магнетита и магний-алюминиевого слоистого двойного гидроксида (Mg3Al(OH)8∙nH2O). Все полученные композиты обладают магнитными свойствами, устойчивы и не распадаются на компоненты при интенсивном перемешивании в водной среде. При необходимости материалы можно измельчить в бисерных мельницах погружного типа до размеров 1-5 мкм и использовать для процедур магнитоуправляемого ионного обмена в растворах. 3. Исследовано влияние состава исходных реагентов, условий механической активации и термической обработки на образование и свойства Pb2MgWO6. Установлено, что образцы, за исключением тех, что с литием, некачественные. В образцах много пор и расслоений. При синтезе из оксидов наиболее плотные образцы получаются после активации в течение 30 минут и спекании при 900С. В этих же условиях получается и наиболее однородная структура образцов. Наиболее плотная и однородная структура образцов, полученных с использованием прекурсора, получается также после активации в течение 30 минут, но спекании при 700С. 4. Проведено обобщение результатов по механохимическому синтезу анион- и катионзамещенных форм гидроксиапатита. 5. Разработан новый материал – «умный» гетерогенно-легированный сплав AgCux@yP*zCuMn2 как компонент кислородной мембраны вместо серебра. Умный сплав дешевле, облегчает условия создания плотного селективного слоя мембраны, снижает деградацию в результате сегрегации Ag и способен залечивать дефекты в селективном слое при длительной работе мембран. Повышены проводящие свойства нового наполнителя серебра – сложного перовскита с кубической симметрией P* = La0.7Pr0.2Tb0.1Mn0.4Co0.3Ni0.3O3, что повышает достоверность исследований керметов на долговечность, улучшает смачиваемость серебра и ингибирует его сегрегацию на поверхности.