Звіт про науково-дослідну роботу: „Вивчення фазових співвідношень і властивостей утворюваних фаз в багатокомпонентних тугоплавких оксидних системах, що вміщують Al2O3, TiO2, Ln2O3 (де Ln - La, Er, Dy, Yb) і створення фізико-хімічних засад розробки нових багатокомпонентних матеріалів на основі системи ZrO2-Y2O3-CeO2-Al2O3 та стекол і волокон з розплавів гірських порід типу базальтів.”

Abstract

Об’єкт дослідження - тугоплавкі оксидні сполуки та волокна з андезито-базальту, їх взаємодія та властивості, технологія виготовлення матеріалів на їх основі. Мета роботи: дослідження фазових співвідношень та побудова елементів діаграм стану потрійних тугоплавких оксидних систем Al2O3–TiO2–Lа2O3, і ZrO2–оксиди лантаноїдів іттрієвої підгрупи; вивчення особливостей консолідації композитів з нанокристалічних та ультрадисперсних порошків системи ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 для створення нових матеріалів функціонального, конструкційного та медичного призначення на основі ZrO2 та Al2O3; проведення досліджень по розробці нових складів силікатної сировини для отримання стекол та волокон на основі гірських порід. Вперше на основі систематичних досліджень фазових рівноваг побудовано повну діаграму стану системи Al2O3–TiO2– La2O3, в інтервалі температур 1400–2710 С, характерною рисою фазових рівноваг в системі є відсутність в ній потрійних сполук, помітних областей потрійних твердих розчинів, а також переважно евтектичний характер взаємодії; проведено аналіз взаємодії у квазіподвійних системах ZrO2–Ln2O3 (Ln= Dy, Yb та Er) та побудовано ізотермічні перерізи потрійних систем ZrO2 – Dy2O3 – Er2O3, ZrO2- DyO2 – Yb2O3, ZrO2 – Er2O3 – Yb2O3 при 1400 С. Побудовані діаграми стану є новим довідниковим матеріалом, необхідним для створення сучасних технологій одержання матеріалів конструкційного та функціонального призначення. Вперше визначено закономірності фазових перетворень та структуроутворення в процесі консолідації композиційних матеріалів з нанокристалічних та ультрадисперсних порошків системи ZrO2–Y2O3–CeO2–Al2O3 на основі ZrO2 та Al2O3, зміцненого частинками твердого розчину ZrO2 (Y2O3, CeO2), в залежності від температури термічної обробки вихідних порошків. Результати проведених досліджень буде використано при мікроструктурному проєктуванні високотехнологічних керамічних матеріалів системи ZrO2-Y2O3-СеО2-Al2O3 конструкційного призначення. Вперше досліджено фізико-хімічних властивостей багатокомпонентних природних та штучних силікатних систем з урахуванням впливу оксидів бору, цирконію, гафнію та алюмінію на поверхневий натяг, в’язкість, міжфазну взаємодію розплавів з тугоплавкими матеріалами різної природи та походження, процеси волокноутворення. Вперше досліджено захисні властивості композитного бетону з різною кількістю базальт-борної фібри з метою покращення радіаційного захисту контейнерів для зберігання відпрацьованого ядерного палива. Ключові слова: ФАЗОВІ РІВНОВАГИ, ДІОКСИД ЦИРКОНІЮ, ОКСИД ТИТАНУ, КОНЦЕНТРАТ ОКСИДІВ РЗЕ , НАНОКРИСТАЛІЧНІ ПОРОШКИ, ГІРСЬКІ ПОРОДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРИЙОМИ МОДИФІКАЦІЇМОДИФІКОВАНІ СИЛІКАТНІ ВОЛОКНА