Engineering Sciences Series / 2022 year / Issue 1

Агамирова А. С.1, Гончаров К. В.2, Садыхов Г. Б.3
1, 2, 3Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: титансодержащее сырье, титаномагнетит, восстановление, гранулированный металл, титан, искусственный рутил, пентаоксид ванадия
Страницы: 13-16
Аннотация

Титаномагнетиты представляют собой комплексное сырье с высоким содержанием ценных компонентов: железа (35–65 %), ванадия (0,5–1,5 %) и титана (2–14 %). На сегодняшний день переработка титаномагнетитовых концентратов осуществляется двумя способами: доменным (Россия, Китай) и с применением электроплавки (Южно-Африканская Республика). Доменный способ применим только для низкотитанистых титаномагнетитов. В случае использования титаномагнетитовых концентратов с содержанием диоксида титана более 4 % применим способ электроплавки с предварительным восстановлением. Обе технологии направлены на извлечение двух компонентов (железа и ванадия), в то время как титан не извлекается. В связи с этим разработка комплексной технологии переработки титаномагнетитового концентрата с получением железа в гранулированном виде, пентаоксида ванадия и титана является актуальной.

Агафонов Д. Г.1, Садыхов Г. Б.2, Копьев Д. Ю.3
1, 2, 3Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: ниобий, редкоземельные металлы, ниобий-редкоземельный шлак, Чуктуконское месторождение, солянокислотное выщелачивание
Страницы: 17-20
Аннотация
Рассматриваются результаты исследований по солянокислотному выщелачиванию ниобий-редкоземельного шлака, полученного при восстановительном обжиге редкоземельно-редкометалльных руд Чуктуконского месторождения. Было изучено влияние температуры, концентрации HCl и продолжительности выщелачивания на степень разложения фаз шлака. Показано, что при атмосферном солянокислотном выщелачивании возможно разложение только фаз со структурой бритолита и стекловидной фазы, в то время как бетафитная и шпинельная фазы остаются не тронутыми.
Базарова Е. А.1, Каменева Ю. С.2
1, 2Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: флотация, медно-никелевые руды, комплексообразующие реагенты, азотсодержащие производные дикарбоновых кислот
Страницы: 21-25
Аннотация
Рассмотрены и изучены моноамиды дикарбоновых кислот — еще один класс азотсодержащих производных для флотации медно-никелевых руд. Оценку собирательных свойств рассматриваемых реагентов-собирателей по отношению к сульфидным минералам проводили методом беспенной флотации и путем лабораторных испытаний, а эффективность действия реагентов сравнивали с традиционным собирателем для таких руд — ксантогенатом. Показано, что сохраняется тенденция специфического действия исследуемых реагентов по отношению к никелю, а увеличение доли реагента, замещающего ксантогенат, дает прирост в извлечении никеля.
Бочарова И. В.1, Куншина Г. Б.2
1, 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: литийпроводящий твердый электролит, прекурсор, жидкофазный синтез, ионная проводимость, электрохимический импеданс
Страницы: 26-32
Аннотация
Исследован синтез литийпроводящего твердого электролита состава Li1,5Al0,5Ge1,5(PO4)3 (LAGP) жидкофазным методом из оксалатного и цитратного прекурсоров. Образцы твердого электролита были охарактеризованы методами РФА, ДСК/ТГ, ИК, импедансной спектроскопии и методом потенциостатической хроноамперометрии. Установлено, что образование однофазного LAGP из оксалатного прекурсора происходит при более низкой температуре (600–650 °С) и является предпочтительным по сравнению с синтезом LAGP из цитратного прекурсора. Ионная проводимость LAGP составила 4,2 · 10–4 См / см, электронная проводимость не превышала 2 · 10-10 См / см, потенциал разложения составил 3,8 В.
Михеев Р. С.1, Калашников И. Е.2, Быков П. А.3, Кобелева Л. И.4, Колмаков А. Г.5
1Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, Москва, Россия
2, 3, 4, 5Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: наплавочные материалы, антифрикционный сплав, гранулы, керамические порошки, функциональные композиционные слои, экструзия
Страницы: 33-38
Аннотация
Представлена технология получения наплавочных материалов для последующего формирования функциональных композиционных слоев на стальных основаниях узлов трения. Композиционные наплавочные прутки получали методом экструзии порошкового компакта из гранул матричного антифрикционного сплава АО20–1 и керамических порошков микронного (SiC) и субмикронного (TiC) размеров. Приведены режимы получения гранул матричного сплава, композиционных смесей и экструзии.
Варнавская А. О.1, Тимощик О. А.2, Касиков А. Г.3
1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
2, 3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: цинк, железо, гидролитическое осаждение, фильтрование
Страницы: 39-44
Аннотация
Изучено влияние условий осаждения цветных металлов и железа из цинковых реэкстрактов никелевого производства Кольской ГМК. Установлено влияние железа (III) на глубину осаждения цинка из раствора. Исследовано влияние температуры и pH осаждения металлов из реэкстрактов на скорость фильтрования осадков.
Веляев Ю. О.1, Майоров Д. В.2
1Севастопольский государственный университет, Севастополь, Россия
2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: энтеросорбенты, диоксид кремния, структурно-поверхностные свойства, сорбция, нефелин
Страницы: 45-50
Аннотация
Приводятся данные по сравнению морфологии и структурно-поверхностных свойств энтеросорбента «Полисорб», биологически активной добавки «Смектит» и образца высокочистого аморфного диоксида кремния, полученного из нефелинового концентрата, путём его сернокислотной переработки. Показана близость структурно-поверхностных характеристик кремнезёма (Sуд. = 355,11 см3 / г, dпор = 8,60 нм) из нефелина и препарата «Полисорб» (Sуд. = 331,43 см3 / г, dпор = 9,78 нм), который представляет из себя также высокодисперсный кремнезем. Приводятся сравнительные данные по этим характеристикам для биологически активной добавки «Смектит» (Sуд. = 45,30 см3 / г, dпор = 7,45 нм). Сделан вывод с точки зрения структурно-поверхностных свойств о возможности использования аморфного диоксида кремния, полученного из нефелина, в качестве энтеросорбента.
Ветрова Д. А.1, Кузнецов С. А.2
1, 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: расплавы, циклическая вольтамперометрия, комплексы титана, квазиобратимый процесс, стандартные константы скорости переноса заряда
Страницы: 51-57
Аннотация
Методом циклической вольтамперометрии изучено влияние катионов щелочноземельных металлов (Mg2+, Ca2+, Sr2+ и Ва2+) на кинетику переноса заряда редокс-пары Ti (IV) / Ti (III) в расплаве CsCl — CsF (10 мас. %) — K2TiF6. Методом Николсона определены стандартные константы скорости переноса заряда. Рассчитаны энергии активации процесса переноса заряда в расплаве CsCl — CsF (10 мас. %) — K2TiF6 с добавками катионов щелочноземельных металлов.
Виноградов В. Ю.1, Калинкин А. М.2
1, 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: циркон, оксид церия, твёрдые растворы, синтез, механоактивация
Страницы: 58-63
Аннотация
Описан метод расчета состава композиции, включающей церийсодержащие твердые растворы на основе циркона (Zr, Ce) SiO4 и цирконийсодержащие твердые растворы на основе оксида церия (Ce, Zr) O2, по данным рентгеновской дифракции. Композиция получена прокаливанием при 1200–1600 °C механоактивированной смеси оксида циркония, гидратированного аморфного кремнезема и оксида церия при мольном отношении ZrО2 : SiО2 : CeО2, равном 0,95 : 1,00 : 0,05. Содержание фаз в композиции и состав твердых растворов рассчитывались с использованием метода Ритвельда и правила Вегарда.
Горбенко А. Д.1, Каплан М. А.2, Конушкин С. В.3, Насакина Е. О.4, Сергиенко К. В.5, Баикин А. С.6, Иванников А. Ю.7, Севостьянов М. А.8
1-8Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: антибактериальные свойства, серебро, медицинская сталь, Pseudomonas marginalis
Страницы: 64-67
Аннотация
Рассматривается способ приобретения медицинской нержавеющей сталью антибактериальных свойств с помощью микролегирования серебром. Испытания стали с массовыми долями серебра 0,2 и 0,5 % на бактерицидные свойства показали, что этого содержания достаточно для подавления роста и развития бактерий штамма Pseudomonas marginalis.
Грязнова Д. В.1, Калашников Г. О.2, Паникоровкий Т. Л.3, 4, Глазунова М. Ю.5, Яковенчук В. Н.6, 7, Базай А. В.8, 9
1, 2, 3, 6, 8Центр наноматериаловедения Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук», Апатиты, Россия
4Лаборатория природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук», Апатиты, Россия
5, 7, 9Геологический институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: армбрустерит, гетерофиллосиликат, гидротермальный синтез, селективный сорбент, одновалентные катионы
Страницы: 68-74
Аннотация
Представлены данные о сорбционных свойствах гетерофиллосиликата марганца — армбрустерита — по отношению к одновалентным катионам Cs+ и Rb+; приведены модели кристаллических структур для Cs-модифицированного минерала и его декатионизированной формы. Показаны результаты экспериментов по подбору необходимых условий для синтеза синтетического аналога армбрустерита.
Дронова Е. К.1, Мурашова Н. М.2
1, 2Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Ключевые слова: микроэмульсия, додецилсульфат натрия, цветные металлы, экстрагент, выщелачивание
Страницы: 75-78
Аннотация
Рассматривается применение экстрагентсодержащих микроэмульсий в системе додецилсульфат натрия ― бутанол ― экстрагент (ди-(2-этилгексил) фосфорная или капроновая кислота) ― керосин ― вода для выщелачивания цветных металлов из образца окисленного кобальт-медного концентрата.
Евстропова П. Е.
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: титановая соль, прекурсор, фосфат титана, синтез
Страницы: 79-84
Аннотация
Разработан новый недорогой и простой способ синтеза функциональных материалов на основе фосфата титана заданного состава. Синтез основан на гетерогенном взаимодействии фосфорной кислоты с твердым прекурсором (NH4)2TiO(SO4)2 • Н2О. Детально изучено влияние условий синтеза на состав фосфата титана методами ЯМР, ИК-Фурье, РФА, ДТА и установлен механизм образования TiP. Найдены оптимальные условия синтеза, обеспечивающие получение чистой фазы TiO(OH)(H2PO4) • H2O (TiHP).
Ерошенко Н. В.1, Арешина Н. С.2, Касиков А. Г.3
1Кольская горно-металлургическая компания, Мончегорск, Россия
2, 3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Росси
Ключевые слова: бжиговая пыль, выщелачивание, свинец, серебро, селен, теллур
Страницы: 85-89
Аннотация
Рассмотрена проблема снижения потерь серебра при проведении обессвинцевания тонкой обжиговой пыли никелевого производства Кольской ГМК. Показано, что повышение степени извлечения серебра достигается путем использования в качестве сульфатсодержащих реагентов растворов сульфата натрия или очищенных от селена и теллура фильтратов водного выщелачивания пыли на стадии осаждения сульфата свинца. Это обеспечивает последующее разделение серебра и свинца сульфитным выщелачиванием и получение селективных концентратов.
Ефремов И. Н.1, Бирюкова И. В.2, Кравченко О. Э.3, Палатников М. Н.4
1, 2, 3, 4Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: кристалл, ниобат лития, легирование, плотность микродефектов, пьезомодуль, монодоменизация
Страницы: 90-95
Аннотация
Разработаны новые технологические подходы к получению монокристаллов ниобата лития двойного легирования LiNbO3 : Er : Zn. Проведены исследования оптического качества и акустических характеристик монокристаллов LiNbO3 : Er : Zn.
Исакова А. И.1, Петрова Н. Н.2, Артахинова С. Ф.3
1, 2, 3Северо-Восточный федеральный университет имени М. К. Аммосова, Якутск, Россия
Ключевые слова: идролизат коллагена, плавательные пузыри, биологически активные системы, резина
Страницы: 96-102
Аннотация
Cобраны данные по исследованию гидролизата коллагена, полученного из плавательного пузыря северных видов рыб с помощью щелочно-солевого гидролиза. Приведены данные по молекулярной массе, среднему размеру частиц, структуре, микробиологическим показателям, наличию тяжелых металлов. Полученный гидролизат коллагена был опробован в медицинских целях, в также в технической сфере для модификации резин
Палатников М. Н.1, Кадетова А. В.2, Сидорова О. В.3, Петрова С. В.4
1, 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
3, 4Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия
Ключевые слова: ниобат лития, нелинейно-оптическая восприимчивость, дефекты, структурные характеристики
Страницы: 103-107
Аннотация
Были выполнены расчёты коэффициентов нелинейного оптического тензора второго порядка dij методом, разработанным на основе теории диэлектриков Филлипсона и Ван-Ветхена и модели зарядовой связи Левина, для кристаллов ниобата лития, легированных цинком (3,43–5,84 мол. %). В кристаллах LiNbO3 : Zn на концентрационных зависимостях нелинейно-оптических коэффициентов наблюдаются несколько областей, имеющих максимумы и минимумы, наиболее заметные изменения нелинейно-оптических коэффициентов наблюдаются при пороговых концентрациях оксида цинка в расплаве. Легирование цинком увеличивает эффективность преобразования излучения второй гармоники, такие материалы более перспективны для применения в нелинейной оптике, чем номинально чистый кристалл ниобата лития.
Камалов К. О.1, Ахмаров Ф. И.2, Чикишев С. А.3
1, 2, 3Вятский государственный университет, Киров, Россия
Ключевые слова: оксид цинка, гидроксид натрия, раствор цинката натрия
Страницы: 108-111
Аннотация
Исследование растворов, полученных в процессе выщелачивания цинксодержащего сырья, позволяет решить экологические проблемы, связанные с необходимостью более полной переработки сырья и ликвидации как новых, так и накопившихся ранее отходов, а также дополнительно получить ценные компоненты. Целью настоящей работы явилось исследование растворимости оксида цинка в растворах гидроксида натрия в различном интервале температур и концентраций.
Каменева Ю. С.1, Черноусенко Е. В.2, Митрофанова Г. В.3
1, 2, 3Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: медно-никелевые руды, флотация, собиратели, халькопирит, пентландит
Страницы: 112-115
Аннотация
В качестве возможных реагентов-собирателей для флотационного извлечения никеля и меди исследованы неиногенные органические реагенты Tecflote, отличающиеся структурой алкильных радикалов и числом функциональных групп. Методом беспенной флотации на пробе руды, обогащенной халькопиритом, показана эффективность их действия по отношению к извлекаемым сульфидам никеля и меди. Применение реагентов Tecflote в цикле рудной флотации обеспечило получение близких показателей по извлечению ценных металлов к показателям с традиционными реагентами.
Горбенко А. Д.1, Каплан М. А.2, Конушкин С. В.3, Насакина Е. О.4, Сергиенко К. В.5, Баикин А. С.6, Иванников А. Ю.7, Севостьянов М. А.8
1-8Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: Коррозионностойкие стали, новые материалы, микротвердость
Страницы: 116-118
Аннотация
Рассматривается влияние легирования серебром на микротвердость нержавеющей стали. Показано снижение микротвердости с увеличением массовой доли серебра в составе стали
Киселев Ю. Г.1, Щукина Е. С.2, Герасимова Л. Г.3
1, 2, 3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: диоксид титана, анатаз, наполнители, герметики, масляное число
Страницы: 119-124
Аннотация
Известные технологии получения TiO2 сложны и затратны по реактивам и энергетике. Из-за высокой степени спекаемости частиц диоксида титана в процессе прокаливания гидратного прекурсора требуется проводить несколько стадий измельчения продукта, а также модифицировать поверхность частиц TiO2 для повышения технических характеристик, в том числе показателя маслоемкости. Разработан твердофазный процесс получения анатазного диоксида титана, основанный на термолизе кристаллической соли титана (IV) — полупродукта сернокислотной переработки сфенового концентрата.
Тарасенко Т. Н.1, Ковалёв О. Е.2, Кравченко З. Ф.3, Бурховецкий В. В.4, Михайлов В. И.5, Головчан А. В.6
1-6Донецкий физико-технический институт имени А. А. Галкина, Донецк, Донецкая Народная Республика
Ключевые слова: железоиттриевый гранат (YIG), замещенные ферриты-гранаты (Bi–Y)3(Fe–Ga)5O12, микроструктура, метод сжигания геля, магнитооптические материалы, мультиферроики
Страницы: 125-131
Аннотация
Однофазные поликристаллические образцы Bi- и Ga-замещенного феррита-граната иттрия Y1,8Bi1,2Fe3,5Ga1,5O12 получены методом сжигания геля. В качестве гелеобразующего компонента использовался этиленгликоль. Исследована кристаллическая структура и микроструктура объемных образцов, полученных при разных режимах отжига. Положение дифракционных пиков соответствовало кубической структуре граната. Показана зависимость среднего размера зерна dср от температуры и времени отжига: при 780 ºС (5 ч) dср. ≈ 170 nm, при 780 ºС (12 ч) dср. ≈ 230 nm и при 1000 ºС (12 ч) dср. ≈ 500 nm.
Корчагина К. А.1, Ефремов В. В.2, Щербина О. Б.3, Палатников М. Н.4, Алпатов Г. Е.5, Титов Р. А.6
1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
2, 3, 4Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
5Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
6Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: сегнетоэлектрики, LNTN-соединения, фазовые переходы, импеданс-спектроскопия
Страницы: 132-138
Аннотация
Исследованы температурные зависимости комплексной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь сегнетоэлектрических твёрдых растворов Li0,03Na0,97TayNb1–yO3 (у = 0,1–0,7) со структурой перовскита. Обнаружено, что твёрдые растворы Li0,03Na0,97TayNb1–yO3 претерпевают в исследованной области температур три фазовых перехода. Определены температуры сегнетоэлектрических фазовых переходов и установлено, что увеличение концентрации тантала приводит к понижению данной температуры. Выявлено, что исследуемые твёрдые растворы при комнатной температуре имеют высокие значения εʹ в области низких частот.
Коссой А. А.1, 2, Лопатин А. В.3
1«Химинформ», Санкт-Петербург, Россия
2, 3Российский научный центр «Прикладная химия (Государственный институт прикладной химии)», Санкт-Петербург, Россия
Ключевые слова: моделирование, масштабирование, проблемно ориентированное программное обеспечение
Страницы: 139-143
Аннотация
Рассматриваются преимущества моделирования на основе кинетической модели реакции как наиболее универсального метода масштабирования при разработке различных технологических процессов. Материал основан на оригинальных разработках ООО «Химинформ» в области методологии исследования и создания соответствующего проблемно ориентированного программного обеспечения.
Мартынов Д. А.1, Кубанова А. Н.2, Санин В. Н.3, Икорников Д. М.4
1Центр исследований, дизайна и технологий, Тула, Россия
2, 3, 4Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А. Г. Мержанова Российской академии наук, Черноголовка, Россия
Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, металлургия, лигатура, хром
Страницы: 144-147
Аннотация
Рассматриваются основные принципы и подходы для получения сплавов с высоким содержанием хрома при применении методов центробежной СВС-металлургии. Описана технология проведения экспериментов и представлены полученные результаты на примере композиционного материала Mo–Cr, полученного методом центробежной СВС-металлургии.
Кузина Т. Д.1, 2, Соколов А. Ю.3, Короткова Г. В.4, Касиков А. Г. 5
1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
2, 3, 4, 5Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: кислородсодержащие экстрагенты, растворимость, солянокислый раствор
Страницы: 148-154
Аннотация
Получены зависимости растворимости октан-1-ола, декан-1-ола, ундекан-2-она и их смесей, а также смеси ТБФ и МИБК от концентрации растворов хлороводородной кислоты. Установлено влияние длины углеводородного радикала и водородных связей между кислородсодержащими группами на растворимость алифатических спиртов и кетонов. Дано объяснение характеру концентрационных зависимостей растворимости с точки зрения состояния хлороводородной кислоты в растворе и взаимодействия функциональных групп экстрагентов как между собой, так и с молекулами растворителя
Кузнецова О. Г.1, Левин А. М.2, Севостьянов М. А.3
1, 2, 3Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: тяжелые вольфрамовые сплавы, сплавы ВНЖК, электролиз, постоянный ток, переменный ток, вольфрам, никель, кобальт, железо, карбонат аммония
Страницы: 155-159
Аннотация
Методом линейной вольтамперометрии в потенциодинамическом режиме было исследовано анодное поведение отходов сплава ВНЖК (вес. %: W 90, Ni 7, Fe 2, Co 1) в растворе карбоната аммония 1 М, также был изучен процесс растворения отходов сплава ВНЖК под действием постоянного и синусоидального переменного тока. Было установлено, что применение переменного тока позволяет достигнуть максимальной скорости окисления сплава, однако воздействие постоянного тока обеспечивает протекание процесса с максимальным выходом по току.
Кузьменков О. А.1, Калинкин А. М.2
1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: цирконат иттрия, твердофазный синтез, механоактивация, нанокристаллическое состояние
Страницы: 160-165
Аннотация
Исследовано влияние механоактивации на синтез цирконата иттрия Y2Zr2O7 твердофазным методом. Механоактивация стехиометрической смеси оксидов циркония и иттрия проводилась в центробежно-планетарной мельнице АГО–2 при центробежном факторе 40 g в течение 10 мин. С помощью рентгенофазового и комплексного термического анализов исследованы процессы, протекающие в ходе прокаливания исходной и механоактивированной смесей оксидов. Расчет размеров кристаллитов Y2Zr2O7, проведенный по формуле Шеррера, показал, что после прокаливания механоактивированной смеси ZrO2 и Y2O3 в интервале температур 1100–1200 °С в течение 3 ч образуется нанокристаллический цирконат иттрия.
Маркович С. И.1, Попова А. В.2, Кузнецов С. А.3
1, 2, 3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: неодим, электроосаждение, коэффициенты диффузии
Страницы: 166-172
Аннотация
Приведены результаты электрохимического поведения трихлорида неодима в расплаве NaCl — KCl. Показано, что процесс электровосстановления неодима в расплаве NaCl — KCl — NdCl3 протекает в две стадии. C использованием диагностических критериев вольтамперометрии установлено, что при скоростях развёртки потенциала в диапазоне 0,6 ≤  ≤ 1,0 В · с-1 процесс перезаряда Nd (III) до Nd (II) не осложнён реакцией диспропорционирования. Были определены коэффициенты диффузии и энергия активации процесса диффузии комплексов Nd (III) в расплаве NaCl — KCl.
Мотин Г. Ю.1, Кокатев А. Н.2
1, 2Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия
Ключевые слова: алюминий, оксидные пленки, анодирование, нанопористый, мембрана, модификация, серебро, диоксид марганца, наночастицы, нанокомпозитные материалы, атомно-силовая микроскопия
Страницы: 173-179
Аннотация
Представлены результаты по получению нанокомпозитных материалов на основе различных типов алюмооксидных нанопористых мембран. Формирование мембран проводилось с применением методики утонения барьерного слоя пористого анодного оксида алюминия, а также методом двухслойного гальваностатического анодирования. Исследования методом атомно-силовой микроскопии показали, что применение методики термического разложения K2MnO4 приводит к формированию на поверхности и в порах мембран наночастиц γ-MnO2 размером ~ 20 нм, а применение методики фотохимического синтеза — наночастиц Ag размером ~ 30 нм.
Оболкина Т. О.1, Гольдберг М. А.2, Смирнов С. В.3, Антонова О. А.4, Хайрутдинова Д. Р.5, Уткин Д. А.6, Котельников Н. Л.7
1-7Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: керамика, композит, диоксид циркония, оксид алюминия, дисиликат натрия, марганец
Страницы: 180-185
Аннотация
Исследовано влияние комплексных добавок на основе Na2Si2O5 и Mn2+ на свойства и температуру спекания керамического материала ZrO2, стабилизированного 3 мол. % Y2O3, — 2,5 мас. % Al2O3 (Z–A). Было показано, что введение комплексных добавок способствовало росту прочности при трехточечном изгибе и микротвердости керамических материалов. Наибольшая прочность (704 ± 45 МПа) и микротвердость (9,2 ± 0,5 ГПа) достигнута на составе Z–A, содержащем 1 мас. % Na2Si2O5 и 0,25 мол. % Mn2+, обожженном при 1300 °С.
Окунев М. А.1, Дубровский А. Р.2, Ефремов В. В.3, Кузнецов С. А.4
1, 2, 3, 4Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: ротор, ниобий, электроосаждение, электрополировка, оксидирование
Страницы: 186-191
Аннотация
Рассмотрены технологические операции и аппаратура, применяемые при создании ротора криогироскопа: электроосаждение, электрополирование и оксидирование ниобия. Представлены результаты импеданс-спектроскопии электроизоляционных пленок пентаоксида ниобия, формованных в растворе фосфорной кислоты.
Пасичник Е. Ю.1, Цветов Н. С.2
1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: глубокие эвтектические растворители, полифенолы, флавоноиды, антиоксидантная активность
Страницы: 192-197
Аннотация
Глубокие эвтектические растворители (deep eutectic solvents, DES) — это биологически безопасные растворители, содержащие доноры и акцепторы водородных связей. Они считаются перспективными альтернативными растворителями, применяемыми в экстракции биологически активных веществ из растений. Для характеризации экстрактов используются спектрофотометрические методы, основанные на различных реакциях комплексообразования, такие как количественное определение общего содержания флавоноидов, полифенолов, определение общей антиоксидантной активности. Однако в статьях указываются градуировочные характеристики по водным либо этанольным растворам стандартных веществ, а в среде DES градуировочных зависимостей найдено не было. Остается открытым вопрос о справедливости применения градуировочных характеристик с использованием этанольных растворов для DES. Поэтому целью работы являлась оценка влияния присутствия глубоких эвтектических растворителей на применимость методов определения полифенолов, флавоноидов и общей антиоксидантной активности. Получены градуировочные зависимости в среде глубоких эвтектических растворителей на основе хлорида холина и малоновой, яблочной, лимонной и винной кислот. Установлено, что природа растворителя сильно влияет на градуировочные коэффициенты, что говорит о необходимости использования отдельных градуировок для каждого типа растворителя.
Петрова С. В.1, Сидорова О. В..2, Палатников М. Н.3, Кадетова А. В..4
1, 2Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия
3, 4Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: ниобат лития, рентгеноструктурный анализ, дефекты, структурные характеристики, легирование
Страницы: 198-203
Аннотация
Исследовались структурные характеристики образцов LiNbO3 : Ce (0,13—2,15 мол. %). Рассмотрены концентрационные зависимости периодов элементарной ячейки кристаллов LiNbO3 : Ce. Установлены механизм вхождения примеси и расположение собственных дефектов в кристалле LiNbO3 : Ce (0,43 мол. %). Церий занимает вакантную позицию лития в решётке ниобата лития.
Преображенский И. И.1, Путляев В. И.2
1, 2Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия
Ключевые слова: фосфаты магния, твердофазный синтез, биокерамика
Страницы: 204-207
Аннотация
Были найдены оптимальные условия синтеза двойного фосфата магния — натрия MgNaPO4, который, согласно литературе, не удавалось получить однофазным. Изучены полиморфные превращения соединения методами термического анализа, что важно при дальнейшем получении керамических материалов из рассматриваемого соединения.
Романюк М. С.1, Долматов В. С.2
1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: композиционный материал, карбид тугоплавкого металла, двойной электрический слой, импеданс, емкость, электрокатализ
Страницы: 208-212
Аннотация
Было проведено исследование двойного электрического слоя методом импеданс-спектроскопии на поверхности различных композиционных материалов: карбидов молибдена, тантала и ниобия в 1 M растворе сульфата натрия и концентрированном растворе пероксида водорода. Были сопоставлены данные об энергии активации процесса электрокаталитического разложения пероксида водорода на поверхности композиционных материалов с емкостью двойного электрического слоя в растворе пероксида водорода.
Рюмин М. А.
Институт общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: пирохлор, станнаты, методы синтеза, теплоемкость
Страницы: 213-216
Аннотация
Рассматриваются синтетические подходы к получению соединений со структурой пирохлора на примере соединений состава Ln2Sn2O7 (Ln = La–Lu). Установлены оптимальные температурно-временные схемы получения однофазных образцов и определены кристаллографические параметры соединений. Определена морфология полученных в разных условиях образцов. Измерена теплоемкость и рассчитаны термодинамические функции в широком интервале температур (2,5–1300 К).
Сафарян С. А.1, Беликов М. Л.2, Фокина Н. В.3, Редькина В. В.4
1, 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
3, 4Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: диоксид титана, вольфрам, железо, фотокатализ, инактивация, бактерии
Страницы: 217-222
Аннотация
Показана возможность фотокаталитической инактивации бактериальных клеток (Pseudomonas alcaliphila и Pseudomonas fluorescens) в присутствии синтезированных фотокатализаторов на основе диоксида титана, модифицированного иновалентными катионами W или Fe, при облучении видимым светом.
Свиридова Е. А.1, 2, Цветков Т. В.3, Ткаченко В. М.4, Лимановский А. И.5, Саяпин В. Н.6, Васильев С. В.7, 8, Ткач В. И.9
1, 3, 4, 5, 6, 7, 9Донецкий физико-технический институт имени А. А. Галкина, Донецк, Донецкая Народная Республика
2, 7, 8Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Макеевка, Донецкая Народная Республика
Ключевые слова: быстроохлажденная лента, алюминиевая фольга, кручение под высоким давлением, консолидация, структура, микротвердость, прочность, пластичность
Страницы: 223-230
Аннотация
Приведены результаты измерений микротвёрдости, испытаний на трёхточечный изгиб и рентгенографических исследований образцов, состоящих из двенадцати фольг чистого алюминия или из двух быстроохлажденных лент сплава Al95,8Mn3,8Fe0,4, консолидированных методом кручения под высоким давлением. Установлено, что обусловленные интенсивной деформацией структурные изменения приводят к существенному увеличению прочностных свойств консолидированных образцов при сохранении приемлемого уровня пластичности.
Семенчук И. Е.1, Щербаков В. А.2, Грядунов А. Н.3
1, 2, 3Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения имени А. Г. Мержанова Российской академии наук, Черноголовка, Россия
Ключевые слова: экзотермический синтез, электротепловой взрыв, механическая активация, ультратугоплавкая керамика
Страницы: 231-234
Аннотация
Методом электротеплового взрыва (ЭТВ) под давлением синтезирован ультратугоплавкий композит Ta4HfC5 — HfB2 с субмикронной структурой и относительной плотностью 0,9. Для синтеза использовали механически активированную в планетарной шаровой мельнице смесь коммерческих порошков Ta, Hf, C и B. Исследована микроструктура и термостойкость композита при нагреве в пламени кислородно-ацетиленовой горелки.
Смирнов М. В.1, Сидоров Н. В.2, Палатников М. Н.3, Пикулев В. Б.4
1, 2, 3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
4Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия
Ключевые слова: фотолюминесценция, ниобат лития, прямое и гомогенное легирование, биполяроны, температурное тушение
Страницы: 235-240
Аннотация
Исследовано влияние состава, типа, концентрации легирующего элемента и технологий легирования на фотолюминесценцию номинально чистых и легированных Zn (Mg) кристаллов LiNbO3. Фотолюминесценция не зависит от типа легирующего элемента, а повышение стехиометрии приводит к её снижению. В слаболегированных кристаллах LiNbO3 наблюдается уменьшение свечения центра NbNb — NbLi, в сильнолегированных — доминирует эмиссия NbNbO6-группы. Кристаллы LiNbO3 : Zn (Mg), полученные методом гомогенного легирования, показывают излучение двух центров NbNb–NbLi и NbNbO6-групп.
Соколов А. Ю.1, Касиков А. Г.2
1, 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: жидкостная экстракция, железо (III), хлоридный раствор, высаливание
Страницы: 241-245
Аннотация
Работа посвящена экстракционному извлечению железа (III) из хлоридных растворов элементов подгруппы железа октаноном-2, октанолом-1 и их смесью в соотношении 1 : 1. Проведено сравнение влияния высаливающей способности катионов металлов на экстракцию железа (III). Установлено, что при концентрации хлорид-иона в растворе 6 моль / дм3 высаливающая способность увеличивается в ряду Fe2+ < Co2+ < Ni2+.
Тимощик О. А.1, Щелокова Е. А.2, Касиков А. Г.3
1, 2, 3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: шлак, выщелачивание, диоксид кремния
Страницы: 246-251
Аннотация
Испытан экологически безопасный способ сернокислотного выщелачивания отвального шлака медно-никелевого производства. Показана возможность проведения процесса в непрерывном режиме с последующим получением из раствора диоксида кремния с высокой удельной поверхностью.
Титов Р. А.1, Сидоров Н. В.2, Теплякова Н. А.3, Габаин А. А.4, Палатников М. Н.5
1-5Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: монокристалл ниобата лития, эффект фоторефракции, фотоэлектрические поля
Страницы: 252-259
Аннотация
По параметрам индикатрисы фотоиндуцированного рассеяния света рассчитаны величины фотовольтаического (Epv) и диффузионного (ED) полей номинально чистых кристаллов ниобата лития LiNbO3стех., LiNbO3конг., а также кристаллов LiNbO3 : Zn (0,04–2,01 мол. % ZnO в кристалле) и LiNbO3 : B (0,55 и 0,83 мол. % B2O3 в шихте). Показано, что вклад ED в эффект фоторефракции максимален для кристалла LiNbO3стех., что указывает на повышенную, по сравнению с другими исследованными кристаллами, концентрацию мелких ловушек электронов в этом кристалле.
Фролова М. А.1, Цветов Н. С.2, Кушляев Р. Г.3, Дрогобужская С. В.4
1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
2, 3, 4Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: растворимость, глубокие эвтектические растворители, редкоземельные элементы, гидроксид лантана
Страницы: 260-264
Аннотация
Глубокие эвтектические растворители являются потенциально перспективными средами для металлов из различных материалов, в том числе для пород. Особый интерес представляет возможность извлечения редкоземельных элементов, спрос на которые растет в связи с расширением сферы их потребления. Однако данных о растворимости соединений редкоземельных элементов в глубоких эвтектиках мало. Цель работы — изучение процесса растворения соединений редкоземельных элементов, в частности гидроксида лантана, в глубоких эвтектических растворителях. Была исследована динамика его растворения в глубоких эвтектических растворителях на основе хлорида холина и малоновой, яблочной, винной и лимонной кислот. Установлено, что концентрация лантана при использовании глубокого эвтектического растворителя с винной кислотой практически сразу выходит на плато, с малоновой и яблочной кислотами — постепенно убывает, а с лимонной — растет. Самая высокая концентрация лантана достигается при использовании смеси хлорида холина с лимонной кислотой — 10,9 г / л.
Цырятьева А. В.1, Тюкавкина В. В.2
1, 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: титаносиликатный порошок, фотокаталитическая активность, краевой угол смачивания, прочность
Страницы: 265-270
Аннотация
Было изучено влияние титаносиликатной добавки на прочностные и самоочищающиеся свойства бетонных смесей. Выявлено, что титаносиликатная добавка способствует повышению прочности мелкозернистого бетона. Максимальный прирост прочности наблюдается при содержании добавки в количестве 1 мас. %. Наблюдается полная деградация органического красителя на поверхности бетона при воздействии как УФ, так и видимого света. Использование титаносиликатной добавки в составе бетонной смеси позволит получать мелкозернистый бетон с повышенной прочностью и самоочищающейся поверхностью.
Чубиева Е. С.1, Яковлева Н. М.2, Степанова К. В.3, Кокатев А. Н.4
1, 2, 3, 4Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия
Ключевые слова: монокристаллический ниобий, анодная оксидная пленка (АОП), электрохимическое анодирование, атомно-силовая микроскопия (АСМ)
Страницы: 271-277
Аннотация
Рассматриваются результаты изучения особенностей роста анодных оксидных пленок (АОП), сформированных анодированием монокристаллов ниобия во фторсодержащем электролите (водный раствор 10 % Н2SО4 + 1 % HF), а также результаты влияния насыщения поверхности ниобия кислородом на строение и свойства АОП.
Шишов А. Ю.
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Ключевые слова: глубокие эвтектические растворители, аналитическая химия, экстракция
Страницы: 278-282
Аннотация
Глубокие эвтектические растворители (ГЭР) представляют собой смесь двух или более компонентов, температура плавления которой существенно ниже температур плавления исходных веществ. Экологическая безопасность, простота приготовления в лабораторных условиях и низкая стоимость привели к тому, что они в последнее время находят все более широкое применение в аналитической химии. Наибольшее распространение ГЭР получили в методах разделения и концентрирования как эффективные экстрагенты для выделения как гидрофобных, так и гидрофильных аналитов из различных объектов анализа. Однако возможность их применения не ограничивается использованием только в качестве экстрагентов. Представлена классификация ГЭР по критерию их стабильности в водной фазе, рассмотрены возможности и примеры выделения аналитов из жидких, твердофазных и газообразных проб в фазу ГЭР. Кроме того, изучены различные схемы реализации жидкостной микроэкстракции на принципах образования и разрушения ГЭР и способы их автоматизации на принципах проточных методов. Продемонстрирована возможность применения эвтектических соединений в качестве эффективных диспергаторов при проведении дисперсионной жидкостной экстракции. Показана возможность одновременного применения эвтектических растворителей и как экстрагентов, и как реактивов при дериватизации аналитов для перевода их в аналитическую форму непосредственно в процессе экстракции, а также возможность модификации различных сорбционных материалов эвтектическими растворителями для метода твердофазной микроэкстракции. Затронуты проблемы и ограничения, связанные с применением ГЭР в химическом анализе, а также основные перспективы развития данного направления.
Щеглов Г. А.1, Маслобоев В. А.2
1, 2Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: ремедиация, биотехнологии горного производства, электромагнитные поля (ЭМП), биологические эффекты, облучение, хлорелла
Страницы: 283-288
Аннотация
Образование сточных вод, загрязненных соединениями азота, является одной из проблем горнодобывающей промышленности. Многочисленные исследования доказали способность микроорганизмов очищать воду от азота, показали способность микроводоросли Chlorella очищать воду от соединений азота до 100 %. Представлены результаты, показывающие стимуляцию роста хлореллы под воздействием излучения 40 ГГц, что позволяет использовать электромагнитное излучение для ускорения очистки воды от соединений азота микроорганизмами.
Яковлев К. А.1, Майоров Д. В.2
1, 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: гидратированный оксид алюминия, гидроксокарбонат алюминия-аммония, NH4-давсонит, морфология, удельная поверхность
Страницы: 289-292
Аннотация
Изучено влияние природы гидроксидных прекурсоров на морфологию оксида алюминия, получаемого термообработкой гидроксокарбоната алюминия-аммония NH4AlCO3(OH)2. Установлено, что использование гидроксида алюминия в качестве исходного реагента приводит к образованию игольчатых частиц продукта, в то время как при синтезе с применением гидратированного оксида алюминия были получены частицы оксида алюминия изометрической формы. Показано влияние сульфата аммония (NH4)2SO4 на структурно-поверхностные характеристики порошков гидроксокарбоната алюминия-аммония.
Яковлев К. А.1, Майоров Д. В.2
1, 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: гидратированный оксид алюминия, гидроксокарбонат алюминия-аммония, NH4-давсонит, гидротермальная обработка, примеси щелочных элементов
Страницы: 293-297
Аннотация
Изучена возможность синтеза оксида алюминия с пониженным содержанием щелочных элементов обработкой гидроксокарбоната алюминия-аммония NH4AlCO3(OH)2 различными методами. Установлено, что использование гидротермальной обработки NH4AlCO3(OH)2 приводит к образованию бемита, последующая термообработка которого позволяет получить Al2O3 с меньшим содержанием примесей оксидов щелочных элементов по сравнению с Al2O3, полученным прокаливанием NH4AlCO3(OH)2 с последующей отмывкой.