Звіт про науково-дослідну роботу: «Фазові рівноваги в системах на основі оксидів РЗЕ, СеО2 та розробка багатофункціональних керамічних матеріалів на їх основі»

Abstract

За допомогою методів фізико-хімічного аналізу (РФА, петрографії, електронної мікроскопії та ЛРСА) вперше досліджено фазові рівноваги у 6 потрійних системах La2O3–Lu2O3–Ln2O3 та CeO2–La2O3–Ln2O3 та шести подвійних діаграмах стану. Побудовано ізотермічні перерізи вказаних систем при 1600, 1500, 1100 та 600 °С. Показано найбільш загальні закономірності взаємодії фаз у твердому стані залежно від іонного радіуса лантаноїдів. Розроблено методику синтезу наноматеріалів на основі оксидів церію та рідкісноземельних елеменітів, досліджено їх фізико-хімічні характеристики. Вперше вивчено фазові рівноваги в потрійних системах CeO2–La2O3–Ln2O3 (Ln=Ho, Dy, Yb) при температурах 1500 та 1100 ºС у всьому інтервалі концентрацій. Побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану зазначених систем. Встановлено, що в системах утворюються тверді розчини на основі різних кристалічних модифікацій вихідних компонентів, а також впорядкованої фази із структурою типу перовскиту. Показано, що в досліджених системах у рівновазі знаходяться переважно фази кубічної симетрії: твердих розчинів із структурою типу флюориту F (Fm3m) і C типу оксидів РЗЕ (Ia3). Вперше вивчено фазові рівноваги в системі La2O3–Lu2O3–Yb2O3 при 1600 і 1500 та 600 °С. Встановлено, що найбільшу протяжність має двофазна область (R+C) на основі кубічних твердих розчинів С-типу та упорядкованої фази типу перовскиту (R). Упорядкована R-фаза в потрійній системі існує у більш широкому інтервалі концентрацій, ніж в подвійних граничних системах La2O3–Lu2O3 та La2O3–Yb2O3. Ізотермічні перерізи системи La2O3–Lu2O3–Yb2O3 при 1600 і 1500 °С характеризується наявністю трьох однофазних (A-La2O3, R, C-Lu2O3(Yb2O3)) та двофазних (A+R, C+R) областей. При знижені температури до 600 °С спостерігається зменшення кількості фазових полів, що пов’язано з температурою існування впорядкованої фази зі структурою типу перовскиту. Встановлено, що в системі La2O3–Lu2O3–Er2O3 утворюються області гомогенності твердих розчинів на основі різних кристалічних модифікацій вихідних компонентів, а також упорядкованої фази типу перовскиту LaErO3, LaLuO3 (R). При 1500 і 1600 °С у системі утворюється неперервний ряд твердих розчинів на основі упорядкованої фази зі структурою типу перовскиту. Ізотермічні перерізи системи La2O3–Lu2O3–Er2O3 при 1500 і 1600 °С характеризується наявністю трьох однофазних (A-La2O3, R, C-Lu2O3(Yb2O3)) та двох двофазних (A+R, C+R) областей. Встановлено, що синтезовані наноматеріали на основі оксидів лантану та церію з мають виражену віруліцидну дію щодо вірусу простого герпесу та вірусу грипу, оскільки повністю пригнічують розвиток його цитопатичної дії на клітини. Отримані результати показують здатність досліджених матеріалів руйнувати або блокувати ліпіди таких вірусів, як вірус простого герпесу типу 1 і вірус грипу А. Встановлено, що наноматеріали на основі оксидів лантану і церію без додавання срібла значно зменшують кількість потомства HSV-1 і надзвичайно знижують його вірулентність. Отже, вивчені наноструктури дають перспективу їх застосування проти вірусів із суперкапсидами, таких як пандемічний штам SARS-Cov-2. КЛЮЧОВІ СЛОВА: методи фізико-хімічного аналізу, фазові рівноваги, наноструктури.