Представлены результаты исследований матрицы на основе борoфосфатного стекла (БФС) с добавлением хлорида лития как имитатора отработавшего электролита – вида радиоактивных отходов (РАО), образующегося в ходе пирохимической переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). По результатам рентгенофазового анализа (РФА) и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) проведена оценка фазового состава и микроструктуры стекол – подтверждены аморфная структура и гомогенность полученного материала. С помощью дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) и измерений температуропроводности описаны теплофизические свойства материала. Показано, что включение LiCl не оказывает значимого влияния на температуру стеклования, составляющую ~410 ?С для полученных стекол. Однако добавление хлорида лития сказывается на электропроводящих свойствах, исследованных методом спектроскопии электрохимического импеданса. Испытания механической прочности и гидролитической устойчивости проведены согласно установленным требованиям, предъявляемым к матрицам для иммобилизации РАО. При исследовании морфологии поверхности, контактирующей с водой, наблюдается формирование диффузионного слоя в результате перехода ионов натрия в раствор. Проведенные исследования подтверждают возможность использования стекол выбранного состава в качестве матрицы для иммобилизации отработавшего электролита на основе хлорида лития.
Методом обратного химического осаждения получены порошок-прекурсор и люминесцентная керамика YAG:Ce на его основе. В ходе работы найдены зависимости люминесцентных свойств керамики YAG:Ce от типа спекающих добавок (CaO, MgO и TEOS), концентрации активатора Ce3+, температуры вакуумного спекания, а также температуры отжига на воздухе. В качестве оптимальных параметров изготовления керамики YAG:Ce с точки зрения эффективности люминесценции определены следующие: концентрация спекающей добавки – 0,01 ф. ед., тип спекающей добавки – TEOS, температура вакуумного спекания – 1800 °C, температура отжига на воздухе – 600 ?C для образцов с TEOS. Получен образец с эффективностью люминесценции 319 лм/Вт при воздействии лазерным излучением мощностью 190 мВт и диаметром пятна ~5 мм.
Приведены результаты исследования диэлектрических свойств и коэффициента гармоник для керамики титаната бария, полученной из смеси порошков BaTiO3 с размерами частиц 400 и 50 нм при разных температурах спекания. Показано, что при изменении содержания мелкодисперсной компоненты от 0 до 100 % диэлектрическая проницаемость ?(x) и коэффициент гармоник ?(x) имеют немонотонный характер, достигая максимума при x, равном 0,25 и 0,30. Такая зависимость может быть обусловлена изменением плотности упаковки при изменении процентного состава компонент.
Впервые с использованием метода химического соосаждения синтезирован ряд керамических порошков со структурой граната состава (Y1–xLux)3Yb0,15Er0,03Al5O12 (YLuAG), в котором атомное соотношение катионов Y3/Lu3+ варьировалось от 80/20 до 20/80. Определено, что процесс фазообразования граната при используемых условиях синтеза проходит через образование промежуточных фаз, состав которых зависит от соотношения Y/Lu в растворе исходных солей. По результатам дифференциального термического анализа порошков-прекурсоров и рентгеновской дифрактометрии керамических порошков состава (Y1–xLux)3Yb0,15Er0,03Al5O12, полученных при температурах 800, 900, 1000 и 1150 ?C, определены температурные диапазоны образования и разложения промежуточных кристаллических фаз Y2O2SO4, Y2(SO4)3, Lu2(SO4)3 и Lu1–xYxAlO3, формирующихся в процессе температурного синтеза фазы со структурой граната.
Представлен методологический подход к созданию программно-аппаратного решения для отладки и испытания алгоритмов и систем управления исполнительными механизмами стеклоформующей машины в режиме реального времени. В ходе модельных испытаний оценено соответствие алгоритмов техническому заданию и их надежность. Тестирование выполнено на испытательном стенде, построенном на базе промышленного образца. На стенде моделируется работа объекта, параметры регистрируются и передаются в систему мониторинга для постобработки. В ходе испытаний проверена доступная в условиях санкционной политики компонентная база различных производителей. Подтверждено, что подобный стенд применим для быстрого прототипирования алгоритмов управления, проведения полунатурного тестирования, обучения специалистов стекольной отрасли. Независимый контроль системы управления технологическим процессом способствует развитию инжиниринга промышленного оборудования, локализации критических технологий и тем самым формированию технологического суверенитета.
С применением методологии системного анализа представлен анализ перспектив роста рынка керамических мембран, а также преобладающих коммерческих тенденций в отрасли по наиболее распространенным сегментам, таким как сфера применения, технология, регионы и материалы. Проанализированы отраслевые потребности и динамика зарубежного и российского мембранного рынка. Представлены прогнозы продаж в отрасли керамических мембран до 2029 года. Приведены основные факторы роста мирового рынка керамических мембран. Обоснована целесообразность и актуальность развития отрасли в России. Приведены примеры компаний мировых лидеров рынка керамических мембран.
Рассмотрены полировальные суспензии и порошки, представленные на мировом рынке, для полирования широкого спектра оптических деталей, используемых при изготовлении лазерных гироскопов (ЛГ). Приведены их основные технические параметры, определяющие качество получаемых полированных поверхностей оптических деталей. Предложен перечень полировальных суспензий и порошков, наиболее подходящих для изготовления оптических деталей ЛГ.
Разработана энерго- и ресурсосберегающая плазменная технология глазурования строительных материалов автоклавного твердения. Установлено, что введение в состав исходной шихты колеманита позволяет повысить такие эксплуатационные показатели, как морозостойкость, водостойкость и микротвердость. Исследованы особенности формирования макро- и микроструктуры глазурного покрытия при обработке лицевой поверхности плазменной струей.
Показано, что широко используемые в стекольной, огнеупорной, керамической, литейной и других отраслях промышленности добываемые природные кварцевые пески, как правило, не удовлетворяют требованиям по гранулометрическому составу, предъявляемым отраслевыми стандартами. Проведены исследования, и предложен эффективный способ подготовки кварцевых песков в целях улучшения гранулометрического состава с использованием поперечно-поточного пневмоклассификатора.
Показана возможность использования отвалов пегматитов в производстве керамических материалов. Микроклиновый пегматит по результатам исследования диэлектрических и технологических свойств в перспективе может быть использован в производстве электрофарфора. Разработаны составы керамогранитной плитки на основе плагиоклазового пегматита, глины, каолина, кварца с низким водопоглощением (0,43…0,28 %). На основе пегматита микроклин-плагиоклазового состава, а также мелкофракционных отходов обогащения пегматита, глины, каолина, тонкоизмельченного кварца получена облицовочная плитка с высокой прочностью при изгибе (32 МПа).
