 |
|
|
Основные результаты Проводятся работы по созданию и исследованию новых наноразмерных фторуглеродных материалов для многофункциональных покрытий, композитов и энергоемких химических источников тока.
-Разработана технология получения ультрадисперсного фторуглеродного материала Форум™. Проведено комплексное исследование материала ФОРУМ (термические свойства, морфология, фазовый состав, кристаллическое строение, молекулярное строение. Разработан метод разделения материала Форум на фторуглеродные фракции с различным молекулярным весом. Проведено комплексное исследование фракций материала ФОРУМ, выделенных при различных температурах. Выявлены морфология термические свойства, фазовый состав, структура фаз, долевое соотношение фаз, молекулярное строение. Найдены области практического приложения полученных материалов в качестве покрытий, нанопленок, композитов, компонентов для химических источников тока.
-Исследовано взаимодействие материала ФОРУМ с различными поверхностями. Получена устойчивая пленка (1-8 нм) ФОРУМ на полупроводниковых (Si), металлических (Al, Cu, Fe), полимерных и лакокрасочных покрытиях. Пленка сохраняется на металлических поверхностях до 500оС, выдерживает высокие механические нагрузки и длительное воздействие растворов серной кислоты.
-Изучено применение порошков ФОРУМ в трибосистемах. Созданы композиционные покрытия, сочетающие слои с разными функциями. Внутренний слой обеспечивает заданную величину адгезионной прочности с металлической подложкой (не менее 1 балла по методу решетчатых надрезов), наружный - заданные износостойкость и коэффициент трения (близкое к значению коэффициента трения смазанной пары). Совместно с ГГАУ (Республика Белорусь)
-Изучено термическое поведение нового фторполимерного продукта ТЕЛОМЕР. Выявлены особенности изменений молекулярного строения и морфологии продукта при температурном воздействии. При температурах выше 200оС на подложке остаются фракции со структурой, аналогичной молекулярным структурам цепей ПТФЭ. При различных температурах теломерное покрытие существует в различных морфологических формах. Совместно с ИПХФ РАН, г. Черноголовка
-Изучение сферические частиц типа "ядро-оболочка" углеводородных парафинов микронного размера, капсулированных фторполимерным покрытием в среде СК-СО2. Проведено исследование морфологии, молекулярного строения в объеме и поверхности частицы, изучено влияние технологических условий получения частиц на толщину покрытия и термические свойства материалов. Совместно с ИНЭОС РАН и ИМЕТ РАН, г. Москва
-Создана технология переработки отходов ПТФЭ-4 с большим содержанием кокса. Определены параметры процесса, при котором образуется катодная масса с высокими эксплуатационными характеристиками в составе ЛХИТ.
-Проведено исследование катодных материалов на основе ксерогелей оксида графита и геля фтороксида графита в составе литиевого химического источника тока (ЛХИТ). Показано, что ЛХИТ на основе ксерогеля оксида графита в качестве катодного материала характеризуется НРЦ = 3,2 В и разрядным током до 0,5 mA/cm2. ЛХИТ на основе геля фтороксида графита в BrF3 показывает высокие разрядные характеристики до 10 mA/cm2 при НРЦ=5,2 В.
-Разработан и запатентован оригинальный метод деструкции ПТФЭ в плазме высоковольтного импульсного разряда с использованием электродов различного состава. Синтезированы нанодисперсные композиты. При использовании Fe-содержащих электродов, получен порошковый нанокомпозит ПТФЭ - алифатический С - фторированный С- оксифторид железа - трифторид железа. Изучена морфология порошка, магнитные свойства, получен нанокомпозит углерода и гематита с рекордной для гематита коэрцитивной силой, равной 1600 эрстед при комнатной температуре. Частицы имеют пористое строение с размерами пор 1-5 нм. При использовании титановых электродов получен нанопористый нанокомпозит оксифторида титана и фторированного углерода. Нанокристалы оксида вольфрама, полученные с использованием вольфрамовых электродов, также являются нанопористыми. В случае угольных электродов образуются сильно обугленные надмолекулярные структуры ПТФЭ, покрытые нанопорами диаметром 1-3 нм. Во всех синтезированных образцах выявлена ультрананодисперсная составляющая с размерами частиц 1-3 нм, покрывающая более крупные наночастицы. Разработан новый способ формирования электронным лучом из нанодисперсного вещества нанообъектов размерами до 3нм: наностержни, сформированные в свободном пространстве из фторированного углерода, сложные объекты, сформированные в свободном пространстве из оксида Ti. Полученные объекты сохраняют свою форму после длительного хранения при нормальных условиях (на воздухе, при атмосферном давлении).
В течение последних 5 лет проводятся работы по созданию энергоемких комплексных соединений. Синтез и исследование соединений и материалов, содержащих B12H122- -анионы, и разработка технологии их производства
-Разработан ряд способов получения В12Н122--аниона пиролизом расплава смесей тетрагидроборатов натрия или калия с их тетрафтороборатами. Отказ от использования токсичных, огне- и взрывоопасных бороводородов, проведение реакции в отсутствии полярных органических растворителей типа эфиров, аминов, керосина или предельных высококипящих углеводородов и проведение реакции при атмосферном давлении не препятствует их исполнению в масштабах малотоннажной химии. Улучшена методика выделения и очистки В12Н122- аниона, не предусматривающая использования дорогих солей цезия, что заметно удешевляет целевой продукт. Найдено, что хорошим осадителем В12Н122--аниона из сложных водно-солевых растворов, образующихся при водном выщелачивании этого аниона из продуктов его высокотемпературного синтеза, является хитозан, который связывает его в практически нерастворимую соль (С6О4Н9NН3)2В12Н12. Показана его селективность по отношению к В12Н122--аниону, найдены условия получения хорошо фильтруемых и отмываемых осадков, изучены пути перевода В12Н122--аниона в растворимую форму с возвратом хитозана в технологическую схему. На ФКП "Завод им. Свердлова" (г. Дзержинск) создана укрупненная лабораторная установка получения В12Н122--аниона, проведен ряд синтезов его соединений, получен совместный патент на способ получения В12Н122--аниона. Планируется внедрение данного способа в реальное промышленное производство.
В рамках проводимого совместно с ИАиЭ СО РАН исследования стекольных материалов получены следующие результаты.
-Получены новые стекла в системах MnNbOF5-BaF2-BiF3 и MnNbOF5-PbF2-BiF3 (более 17 составов), изучены особенности строения стекол, их термические свойства и особенности кристаллизации, идентифицированы составы кристаллических фаз, морфология кристаллитов. Для каждого из составов изучено влияние трифторида висмута на строение термические свойства и особенности кристаллизации. Уже традиционным можно считать для данного коллектива изучение низкочастотного комбинационного рассеяния (НКР). Выявленные особенности поведения НКР в системе MnNbOF5-BaF2-BiF3 позволили не только получить информацию об области среднего порядка в стеклах данного типа, но и предсказать особенности кристаллизации системы и возможный состав кристаллизационных фаз, проследить строение стекол в области ближнего и среднего порядка до и после термической обработки. Выявлены режимы термической обработки стекла, при которых стекольная матрица сохраняется, частично кристаллизуется, полностью кристаллизуется. Выявлены режимы сохранения стекольной матрицы, несмотря на появление кристаллической фазы Исследованиями термических свойств серии полученных стекол в совокупности с методами ИК, КР-спектроскопии и РФА выявлено, что, управляя условиями отжига стекла, можно получить прозрачную стеклокерамику различного состава.
-Изучены термические свойства и строение стекол в системах InF3-BiF3-BaF2-PbF2-ZnF2-LnF3 (Ln- Eu, Er, Tm) и ZrF4-BiF3-BaF2-PbF2-LnF3 (Ln - Tm, Eu, Nd). Основное внимание уделено изучению низкочастотного комбинационного рассеяния стекол, в частности изучению особенностей области среднего порядка в зависимости от состава стекла. Выявлено: допирование стекла РЗЭ, приводит к смещению бозонного пика и радикальному изменению спектра. Анализ спектров КР при возбуждении лазерами с различной длиной волны и различие температурного поведения стоксовой и антистоксовой частей спектра позволил заключить, что причина изменений связана с низкочастотной люминесценцией, маскирующей спектр КР допированных образцов. Выявлено влияние содержания РЗЭ и трифторида висмута в стекле на уровень фотолюминесценции РЗЭ.
690022, г. Владивосток, пр-кт 100 лет Владивостоку, 159, Институт химии ДВО РАН тел./факс: (4232) 313-799, e-mail: chemi@online.ru |
 |