ТОМ 96, № 1 (2023)

Исследовано влияние фемтосекундной лазерной микрообработки в тепловом и атермическом режимах на структуру прозрачного ситалла на основе системы ZnO–MgO–Al2O3–SiO2, характеризующегося повышенной механической прочностью и твердостью. Аморфизация наноразмерных кристаллов ганита ZnAl2O4, происходящая под воздействием лазерных импульсов, подтверждается результатами электронной микроскопии и дифракции электронов. Методом количественной фазовой микроскопии проведена оценка изменения показателя преломления в записанных лазерным пучком треках. При частоте следования 10 кГц в атермическом режиме полная аморфизация кристаллической фазыв области лазерной обработки в объеме ситалла приводит к увеличению показателя преломления на величину ?n = 0,0007. Полученные результаты расширяют потенциальные области применения прозрачных ситаллов с повышенными прочностными характеристиками и открывают возможность формирования канальных волноводов в их объеме методом прямой лазерной записи.

Гелевое литье – один из новых и перспективных методов получения керамики. Современные исследования по получению керамических материалов методом гелевого литья охватывают широкий круг материалов, включающий как плотные, так и пористые керамические материалы. Преимущества данного метода, такие как простота обработки, использование технологического оборудования традиционных методов, повышенная производительность, возможность получения изделий крупных форм и сложной геометрии, дали импульс для новых исследований и разработок. Приведен обзор публикаций, посвященных исследованиям последних десятилетий по получению методом гелевого литья как плотной керамики для изготовления элементов конструкций, так и пористой керамики для изготовления теплоизоляции, пористых фильтров и мембран.

Приведены результаты изучения влияния химического состава, структуры материала, особенностей кристаллизации и изоморфных замещений в пироксеновых твердых растворах типа авгита на механические характеристики стекло-керамики. Показан механизм формирования структуры, заключающийся в кристаллизации хромшпинелида и последующем росте на его поверхности кристаллов пироксенового твердого раствора типа авгита в виде сферических сростков, что обеспечивает высокую механическую прочность стеклокерамических пропантов. Установлено, что при протекании изоморфных замещений в ряду диопсид-авгит механическая прочность стеклокерамических пропантов повышается, что связано со уменьшением длин связей, увеличением их количества и уплотнением элементарной ячейки.

Представлены исследования влияния доломитового порошка (образующегося при производстве доломитового щебня) на свойства обожженных глиняных изделий. При изготовлении образцов в формовочные массы вводили доломитовый порошок в количестве 10 – 30 %, температура обжига изделий составляла 1000 ?С, изотермическая выдержка в течение 1 ч. Исследования показали, что при добавке 10 – 30 % доломитового порошка плотность обожженного кирпича составляет 1,55 – 1,75 г/см3, прочность при сжатии 14 – 28 МПа, водопоглощение 15,3 – 19,7 %, общая пористость 31 – 40,4 %, долговечность (морозостойкость) не менее 25 циклов.

Люминесцентные пленки, полученные капиллярным методом на основе неорганических, металлоорганических и гибридных органо-неорганических порошковых материалов, были нанесены на поверхности различной природы и шероховатости и экспонированы в условиях тропического климата Юго-Восточной Азии в течение года. Гибридные пленки показали высокую устойчивость, сравнимую с коммерческими неорганическими люминофорами.

Исследованы химико-минералогические составы, образование кристаллических фаз минералов и основные свойства керамической массы, содержащей пыль газоочистки сталеплавильных печей металлургического производства, в процессе спекания в интервале температур 950 – 1100 ?C. Установлено, что при введении железосодержащей пыли газоочистки стабилизируется структура и снижается температура спекания керамического черепка.

Представлен краткий исторический очерк деятельности кафедры технологии силикатов и наноматериалов Национального исследовательского Томского политехнического университета – первого технического вуза в азиатской части России. Первоначально лаборатория химической технологии минеральных веществ, с 1929 г.– кафедра технологии силикатов, с 2007 г. – кафедра технологии силикатов и наноматериалов. В настоящее время кафедра является одним из ведущих научно-образовательных центров страны по исследованию силикатного сырья, разработке передовых технологий керамики, вяжущих и стекломатериалов, в подготовке инженеров и научных работников, специализирующихся в соответствующих областях.
Современные научные исследования охватывают разработку материалов и технологий в областях: наноструктурированная техническая и строительная керамика с повышенными функциональными свойствами, пеностеклокристаллические материалы, проппанты для добычи нефти и газа, биомедицинская керамика, магнезиальные вяжущие материалы с повышенными прочностью и водостойкостью.

-