Эмульсии - гетерогенные системы, состоящие из двух несмешивающихся жидкостей, широко распространены в пищевой промышленности как основа некоторых продуктов (майонезы, соусы и др.) и в качестве компонентов для создания функциональных продуктов питания, содержащие системы адресной доставки биологически активных веществ (витаминов, нутрицевтиков, флавоноидов и др.). С термодинамической точки зрения эмульсии - неустойчивые системы, обладающие избыточной поверхностной энергией, поэтому для них характерно быстрое разрушение путем фазового разделения. Для решения этой проблемы применяются эмульгаторы - дифильные молекулы различной природы, снижающие поверхностное натяжение, т. е. обладающие поверхностной активностью. Однако большая часть таких стабилизаторов является синтетическими и токсичными продуктами, что значительно ограничивает области их использования в пищевой промышленности. Природные биополимеры, такие как полисахариды и белки, а также их комплексы являются амфифильными макромолекулами, сочетающими в себе как полярные, так и гидрофобные фрагменты, обладают поверхностно-активными свойствами, низкой токсичностью и отличной биосовместимостью, поэтому они могут рассматриваться в качестве перспективных стабилизаторов эмульсий пищевого назначения. Особое место среди полисахаридов занимают хитозаны и альгинаты, которые, кроме прочих названных выше достоинств, являются доступными и дешевыми материалами. Целью настоящей работы является краткий обзор перспектив использования хитозана, альгината натрия и белок-полисахаридных комплексов в качестве стабилизаторов эмульсий и пен пищевого назначения. В работе обсуждены возможности применения хитозана, альгината натрия, пропиленгликоль альгината, а также различных белок-полисахаридных комплексов в качестве стабилизаторов гетерогенных систем пищевого назначения - пен и эмульсий, являющихся основой многих пищевых продуктов. Кроме того, особое внимание в работе уделяется перспективам внедрения эмульгаторов на основе полисахаридов в промышленное производство и отмечены проблемы, которые предстоит решить для успешной разработки эмульсий, стабилизированных биополимерами, являющихся основой для создания функциональных продуктов питания.
Конденсированные среды и межфазные границы
2024. — Выпуск 2
Содержание:
Халькогениды хрома и системы на их основе изучены недостаточно. Халькогенидные соединения хрома Cr2X3 (X = S, Se, Te), новые фазы и твердые растворы на их основе находят широкое применение в полупроводниковой технике, поскольку относятся к материалам с термоэлектрическими и магнитными свойствами. Целью данной работы является изучение химических взаимодействий в системе Sb2S3-Cr2Te3, построение фазовой диаграммы, поиск новых фаз и твердых растворов. Методами физико-химического анализа (дифференциально-термического, рентгенофазового, микроструктурного анализа, а также измерением плотности и микротвердости) изучено химическое взаимодействие в системе Sb2S3-Cr2Te3 и построена ее фазовая диаграмма. Фазовая диаграмма системы квазибинарна и характеризуется образованием четверного соединения Cr2Sb2S3Te3. Соединение Cr2Sb2S3Te3 плавится инконгруэнтно при 610 °С. Микроструктурный анализ показывает, что в системе при комнатной температуре образуются твердые растворы на основе Sb2S3, которые достигают до 5 мол. % Cr2Te3, а на основе Cr2Te3 до - 8 мол. % Sb2S3. Образующаяся в системе Sb2S3-Cr2Te3 эвтектика содержит 20 мол. % Cr2Te3 и имеет температуру плавления 430 °С. Соединение Cr2Sb2S3Te3 кристаллизуется в тетрагональной сингонии с параметрами элементарной ячейки: a = 10.03; с =16. 67 А, z = 7, рпикн = 5.72 г/см3, ррент = 5.765г/см3.
Ключевые слова
В работе исследовано влияние наноразмерных добавок на структурообразование и прочностные характеристики цементных систем при продолжительности их твердения до десяти лет. Изучение процессов структурообразования модифицированных цементных систем показало, что в них происходит существенное ускорение процесса гидратации цемента в ранний период твердения, несмотря на снижение водосодержания. Установлено, что фазовые превращения и изменение фазового состава во всех системах наблюдаются на протяжение всего исследуемого периода твердения. При этом в поздние сроки твердения наблюдается формирование устойчивых гидратных новообразований (ксонотлита, афвиллита, эттрингита), способных к созданию более низкоразмерной, плотной и однородной структуры наномодифицированного цементного камня. Это обеспечивает наномодифицированным цементным системам высокие значения прочности при сжатии (Rcж) как на ранних, так и на продолжительных стадиях твердения. При этом наибольшими прочностными показателями на протяжении всего времени исследования (Rcж= 85 МПа, при продолжительности твердения 28 суток и Rcж = 157 МПа, при продолжительности твердения 10 лет) характеризуется цементная система, модифицированная комплексной наноразмерной добавкой на основе частиц SiO2.
Ключевые слова
Постоянно растущие потребности человечества в энергии вызывают ряд серьезных экологических проблем. Одним из методов их устранения является фотокаталитическое или фотоэлектрохимическое получение достаточно экологичного топлива - газообразного водорода. Развитие работ в данном направлении преимущественно связано с поиском полупроводникового материала, в наибольшей степени подходящего для фотокатализа. В качестве такого материала могут быть использованы оксиды некоторых металлов, в том числе, серебра. Фотокаталитическая или фотоэлектрохимическая активность оксида определяется особенностями его электронного строения и может значительно повышаться в случае его комбинирования с другим оксидом. В связи с этим анодное окисление бинарных сплавов рассматривается как доступный и, что особенно важно, контролируемый способ комбинирования оксидов различных металлов. Цель работы - выявить роль сплавообразования серебра с палладием в фотоэлектрохимической активности оксидных пленок, анодно сформированных в деаэрированном Анодное формирование оксидных пленок осуществляли потенциодинамическим методом в щелочной среде на серебре и его сплавах с палладием, концентрация которого составляла от 5 до 30 ат. %. Фотоэлектрохимическую активность оценивали по величине фототока, генерируемого в оксидной пленке непосредственно в ходе ее формирования и последующего восстановления. Фототок измеряли в импульсном режиме освещения поверхности электрода квазимонохроматическим светодиодом с длиной волны 470 нм. На всех изученных образцах регистрируется положительный фототок, который указывает на преобладание донорных дефектов структуры в формирующейся оксидной пленке. С ростом концентрации палладия в сплаве область потенциалов фотоэлектрохимической активности анодно сформированных оксидных пленок расширяется. Максимальный фототок, достигаемый в процессе анодного потенциодинамического формирования оксидной пленки, тем выше, чем меньше концентрация палладия. В ходе катодного потенциодинамического восстановления сформированных оксидных пленок удается зарегистрировать еще более высокие значения фототоков, чем при их анодном формировании. Наибольшая фотоэлектрохимическая активность, характеризуемая плотностью фототока 2.89 мкА/см2 и эффективностью преобразования энергии фотона в ток 7.6 %, наблюдается в оксидной пленке, анодно сформированной на серебре к моменту достижения потенциала 0.6 В. Сопоставимые значения фототока и квантовой эффективности (2.12 мкА/см2 и 5.6 %) регистрируются в оксидной пленке на сплаве с концентрацией палладия 10 ат. % в ходе ее потенциодинамического восстановления.
Ключевые слова
Известно, что фазы с неупорядоченными стехиометрическими вакансиями являются перспективными кандидатами в новые материалы с выдающимися термоэлектрическими, радиационно-стойкими, каталитическими и другими свойствами, которые обусловлены большой концентрацией т. н. стехиометрических вакансий, возникающих за счет несоответствия стехиометрии структурному типу. Наиболее интересным представляется поиск таких веществ в полупроводниковых системах A1III - BVI, для которых известны сесквихалькогениды (Me2Ch3, Me = Ga, In; Ch = S, Se, Te) со структурами как сфалерита, так и вюрцита, и в которых доля стехиометрических вакансий в катионной подрешетке достигает почти 1/3. Цель работы состояла в определении или подтверждении высокотемпературных структур сесквисульфидов галлия и в установлении областей стабильности, отвечающих фазам с этими структурами на уточняемых T-x-диаграммах в области высоких температур. В результате применения комплекса структурных и термических методов исследования доказано, что для сесквисульфида галлия при температурах свыше 878 °С вблизи стехиометрии Ga3 существуют 4 родственные в структурном отношении модификации, которые связаны друг с другом и другими фазами системы Ga - S энантиотропными переходами. Подтверждены недавние результаты, согласно которым фаза g-Ga2+δS3 с кубической сфалеритоподобной структурой реализуется в узком температурном интервале 878-922 °С и уточнен ее состав (59.3 мол. % S). Установлено, что при температурах свыше 912 °С при небольшом избытке галлия (до ~1.0 мол. %) относительно стехиометрии Ga2S3, реализуются еще две модификации: одна со структурой типа вюрцита (b-Ga2S3, P63mc), другая - дочерняя фаза со структурой более низкой симметрии (a-Ga2S3, P61), достигающая конгруэнтного плавления (1109 ± 2 °С). Обосновывается существование дистектоидного превращения a-Ga2S3 ↔p-Ga2S3 (~1040 °C). Четвертая модификация с моноклинной структурой (a2-Ga2S3, Сс) стабильна от комнатной температуры до ~1006 °С, а по составу практически строго соответствует формуле Ga2S3. Представлена соответствующая T-x-диаграмма системы Ga - S, в которой определены области существования перечисленных выше фаз.
Ключевые слова
Представлены результаты исследования пленок сульфида свинца, полученных методом пиролиза аэрозоля растворов координационных соединений ацетата свинца и тиомочевины при температурах 300 и 400 °С. Определены концентрационные области существования гидроксокомплексов свинца (II). Определены области доминирования комплексов [Pb(N2H4CS)4]2+, являющихся прекурсорами при осаждении пленок сульфида свинца. Методами рентгенофазового анализа и атомно-силовой микроскопии изучена кристаллическая структура, фазовый состав и морфология поверхности синтезированных пленок. Установлено, что в данных условиях осаждения кристаллизуются пленки PbS кубической структуры, текстурированные в кристаллографическом направлении (200). При повышении концентрации тиомочевины в исходном растворе происходит увеличение значений средней и среднеквадратичной шероховатости, а также перепада высот рельефа поверхности синтезированных образцов. Более плотной упаковкой зерен и совершенной микроструктурой поверхности характеризуются пленки PbS, полученные при температуре 400 °С. Методом оптической спектрофотометрии определена ширина запрещенной зоны синтезированного PbS, составляющая 0.41 - 0.45 эВ для прямых разрешенных переходов.
Ключевые слова
Методом осаждения из нитратных водных растворов были синтезированы порошки однофазных твердых растворов Sr0,925-xBaxEu0,075F2,075 (x = 0.00, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35 и 0.40). Параметры решетки линейно увеличиваются при увеличении содержания бария. Зафиксировано существенное увеличение интенсивности рентгенолюминесценции европия при постоянной концентрации европия и увеличении содержания бария. Интенсивность полосы люминесценции с наибольшей интенсивностью 5D0→7F1 при увеличении содержания бария увеличивается по экспоненциальному закону. При увеличении содержания бария наблюдается синее и красное смещение положения полос люминесценции европия для 5D0 → 7F1 and 5D0→7F4, соответственно.
Ключевые слова
Электрохимические процессы с участием органических веществ это сложные многостадийные реакции. Проводить их кинетическое описание, используя принцип независимого протекания парциальных процессов (или их отдельных стадий), на наш взгляд, некорректно, поскольку электродные реакции могут быть сопряжены вследствие конкуренции за активные поверхностные центры, из-за наличия общих промежуточных стадий, или через электрон. В таком случае для кинетического описания процесса следует использовать представления теории сопряженных реакций или метод графо-кинетического анализа. В общем случае теория графов позволяет выявить связь между «структурой» и кинетическим поведением сложной системы путем графического анализа. Для электрохимических реакций структурными элементами являются адсорбированные на металлической поверхности вещества и (или) совокупность веществ, взаимодействующих в реакциях, а связь между их концентрациями можно количественно охарактеризовать каким-либо законом превращения, например, законом действующих масс. Тогда граф - это совокупность реагирующих веществ и последовательность реакций, представленная графически. На графе можно задать систему кинетических уравнений и анализировать их, связывая определенное поведение системы со структурой соответствующего графа. В предположении, что в каждой элементарной стадии участвует одна промежуточная частица, кинетические выражения будут линейными, что отвечает модели реакций первого порядка. Графо-кинетическим анализом процессов в системе Au|Gly-,OH-,H2O подтверждено, что парциальные многостадийные реакции анодного окисления анионов глицина и гидроксила кинетически сопряжены. Получены выражения для парциальных токов электроокисления гидроксид-ионов и анионов глицина в ходе анодного процесса, протекающего на золоте в щелочном глицинсодержащем растворе. Показано, что с ростом анодного потенциала природа лимитирующей стадии анодного процесса меняется. Рассчитаны формальные константы скоростей и равновесий электрохимических реакций с участием частиц фонового электролита и глицинат-иона. Установлено, что скорости парциальных реакций окисления адсорбированных частиц OH- и OH существенно выше, чем органических анионов (Gly- и НСОО-). Это свидетельствует, что в системе Au|Gly-,OH-,H2O кинетика процессов электроокисления Gly- определяется кинетическими особенностями реакций электроокисления гидроксид-ионов.
Ключевые слова
Расчетом ионных равновесий в системе «CuCl2 (Mn2+, Ni2+) - NaCH3COO - N2H4CS» определены концентрационные области образования сульфида меди CuS как нелегированного, так и легированного переходными металлами (Mn, Ni). Химическим осаждением на подложках из матированного стекла получены легированные марганцем либо никелем порошки и тонкопленочные слои CuS(Mn) и CuS(Ni) толщиной 170-200 нм. Рентгеновской дифракцией установлено образование дисперсий на основе CuS по типу гексагональной структуры ковелина (пр. гр. Р63mmc). Ширина запрещенной зоны Eg пленки CuS (2.08 эВ) увеличивается до 2.37 и 2.49 эВ при легировании никелем и марганцем. Показано, что оптимальными фотокаталитическими свойствами в видимой области спектра обладают порошки CuS(Ni). Установлено увеличение степени фоторазложения органического красителя метиленовый синий в щелочной среде.
Ключевые слова
В статье рассматриваются последствия галогенирования антрацена, одного из представителей полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). С использованием метода теории функционала плотности (DFT) всесторонне исследован сложный характер взаимодействий между атомами галогена и молекулярной структурой антрацена. Взаимодействие галогенов, таких как фтор, хлор и бром, с ароматическими кольцами вызывает ряд изменений в электронной структуре, реакционной способности и оптических свойствах антрацена. Представленное исследование охватывает разнообразные аналитические аспекты и строится на основе анализа молекулярных орбиталей и плотности состояний, УФ- и оптической спектроскопии, ИК-спектроскопии, ЯМР-спектроскопии и натурального анализа заселенностей (NBO), раскрывая сложную картину молекулярных модификаций. Электронные переходы, вибрационные сигнатуры и смещения в спектрах ЯМР галогенированных производных антрацена отражают динамику модификаций, происходящих под воздействием галогенирования. В работе также рассматриваются перспективы использования галогенсодержащих производных антрацена в медицине, экологии и оптоэлектронике. В статье всесторонне освещаются как теоретический, так и практический аспект.
Ключевые слова
Цель данной работы - изучение влияния примесей воды в бензойной кислоте, используемой в качестве источника протонов при проведении протонного обмена на кристаллах ниобата лития, на процесс формирования протонообменных волноводов, их структуру и фазовый состав. Для проведения исследований использовались методы призменного ввода, рентгеноструктурного анализа, спектроскопии ИК-поглощения, оптической микроскопии в поляризованном свете. Установлено, что увеличение содержания влаги в бензойной кислоте оказывает влияние на оптические характеристики волноводов, несколько увеличивает напряжения (деформации) протонообменных слоев. Последующий отжиг в значительной мере выравнивает характеристики волноводов. При проведении протонного обмена следует учитывать содержание влаги в бензойной кислоте для получения воспроизводимых и стабильных характеристик интегрально-оптических устройств с протонообменными волноводами.
Ключевые слова
Целью данной работы являлось исследование анодной стойкости моносилицида марганца MnSi в сернокислых фторидсодержащих растворах и концентрационного влияния фторида натрия на анодное растворение и пассивацию силицида. Исследование проведено на монокристаллическом образце MnSi в растворах 0.5 M H2SO4 + (0.0025-0.05) M NaF. Представлены микрофотографии и элементный состав поверхности электрода после анодной поляризации от Е коррозии до Е = 3.2 В в растворах 0.5 M H2SO4 и 0.5 M H2SO4 + 0.05 M NaF. В присутствии фторид-ионов отмечено более сильное растравливание электродной поверхности; элементный анализ показал увеличение содержания кислорода на отдельных участках поверхности силицида, связанное c образованием оксидов марганца и кремния и их частичным удалением при высоких значениях поляризации. Методами поляризационных, емкостных и импедансных измерений изучены кинетические закономерности анодного растворения MnSi-электрода. Установлено, что добавление фторид-ионов приводит к ослаблению барьерных свойств поверхностной пленки диоксида кремния, которая определяет высокую стойкость силицида в бесфторидной среде. Рассчитан порядок реакции анодного растворения MnSi по NaF в зависимости от потенциала. В области невысоких анодных потенциалов (от Екор до E ~ -0.2 В) порядок реакции имеет значения от 1.8 до 1.1, что связано с высоким влиянием кремния в составе силицида и продуктов его окисления. С ростом величины поляризации (до Е = 0.9 В) порядок реакции уменьшается до 0.5; показано увеличение вклада реакций ионизации и окисления марганца в кинетику анодного растворения силицида. Пассивация силицида в фторидсодержащем электролите характеризуется более высокими значениями плотности тока растворения (10-4-10-3 А/см2) по сравнению с бесфторидным электролитом (10-6 А/см2), порядок реакции в области пассивного состояния равен ~1.0; пассивация обусловлена образованием на поверхности оксидов MnO2 и SiO2. В области перепассивации (Е > 2.0 В) отмечена слабая зависимость плотности тока от концентрации фторид-ионов; на поверхности электрода наблюдается выделение кислорода, в приэлектродном слое регистрируется образование ионов MnO4. Обсуждаются механизмы и кинетические закономерности анодных процессов на MnSi-электроде в сернокислом растворе в присутствии фторид-ионов.
Ключевые слова
Путем твердофазного спекания компонентов во фторирующей атмосфере при 750 °С на протяжении двух недель с закалкой в жидком азоте изучено фазообразование в системе NaF-BaF2-YF3. Подготовленные образцы запаковывали в никелевые капилляры, которые вместе с гидрофторидом бария BaF2-HF помещали в медные контейнеры. Контейнеры заваривали аргонно-дуговой сваркой. Фторирующая атмосфера создавалась пиролизом гидрофторида бария BaFyHF. Рентгенофазовый анализ проведен на дифрактометре Bruker D8 Advanced, излучение CuKa. Для обработки дифрактограмм было использовано программное обеспечение TOPAS, DifWin, и Powder 2.0. Фторид натрия является хорошей спекающей добавкой, введение его уже в количестве 5 мол. % NaF позволило синтезировать хорошие спеки с четкими дифрактограммами. Обнаружено образование твердого раствора на основе соединения Ba4Y3F17 c тригонально-искаженной структурой флюорита (пр. группа R-3) с содержанием до ~ 20 мол. % NaF. Параметры тригональной ячейки связаны с параметром флюоритовой субъячейки а0 соотношениями а ~ /7/2а0, с ~2/"3а0. Общая формула образующегося твердого раствора Ba1-x_yYxNayF2+x_y. Введение фторида натрия уменьшает параметры тригональной решетки и сопровождается образованием анионных вакансий. Стабилизация структуры, выражающаяся в расширении области гомогенности фазы на основе Ba4Y3F17, по-видимому, связана с исчезновением интерстициальных ионов фтора, находящихся в анионном окружении в структуре Ba4Y3F17 как в кубооктаэдрической полости кластеров Y6F36, так и в центре кубов F8. Соответствующий твердый раствор может быть основой новых материалов фотоники. Система NaF-BaF2-YF3 аналогична изученной ранее системе NaF-BaF2-GdF3.
Ключевые слова
Бораты, легированные переходными металлами (Mn, Cu, Cr), проявляют ярко выраженное и длительное свечение при комнатной температуре, высокую мощность и другие выдающиеся характеристики. В этой связи целью работы явилось установление возможности образования боратных материалов, содержащих хром, определение их структуры и термических свойств. Гетеровалентным замещением ионов Cd2+ на ионы Cr3+ методом твердофазных реакций при 640 °С синтезированы новые фазы переменного состава в системе PbCd2-xB6O12: xCr3+. Фазы выделены в концентрационном интервале 0 ≤ x ≤ 7.0 мол. % и охарактеризованы методами рентгенофазового анализа (РФА), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и ИК-спектроскопией. По данным РФА и ИК-спектрам полученные бораты кристаллизуются в моноклинной ячейке и отнесены к одному структурному типу (пр. гр. P2/n, Z = 4). Определены кристаллографические характеристики новых фаз. Параметры кристаллических решеток и их объемы монотонно убывают, указывая на образование непрерывного ряда твердых растворов замещения в изученном интервале концентраций. По результатам ДСК образец PbCd2-xB6O12: 0.03 Cr3+ плавится инконгруэнтно при 729 °С.
Ключевые слова
Рассмотрен синергизм структурных трансформаций филлосиликатов при высокотемпературных и микроволновых воздействиях с точки зрения разрушения или образования кристаллических структур. Исследование синергизма перестройки кристаллических структур является необходимым аспектом в разработке новых материалов и технологий, поскольку он позволяет создавать материалы с уникальными свойствами, которые невозможно получить при использовании только одного фактора. Объект исследования представлял собой полиминеральный комплекс, содержавший (в порядке убывания массовой доли): кварц, монтмориллонит, каолинит, хлорит, парагонит и оксиды железа. Использованы методы, позволяющие оценить структурные трансформации. Рассчитаны усреднённые структурные формулы исследуемых филлосиликатов кислородным методом в сочетании с пересчётом по результатам микрозондового анализа. С помощью дифференциального термического анализа установлен синергизм высокотемпературных и микроволновых полей, проявляющийся в снижении температурного градиента в керамической массе и запуске процесса спекания при меньших температурах и с большей интенсивностью. Для всех обработанных проб наблюдалось содержание аморфной фазы в значительных количествах: от 15 до 25 об. %. Половина трёхслойных филлосиликатов (хлорит и монтмориллонит) разрушились в микроволновом поле. Структуры каолинита и парагонита слабо реагировали на внешние воздействия. Синергизм наиболее явно проявился в структурных трансформациях оксидах кремния и железа. Впервые экспериментально установлен механизм образования кристаллов магнетита и гематита из рентгеноаморфных железосодержащих плёнок, обволакивающих частицы глинистых минералов. Под действием СВЧ-поля в результате дегидратации образовались зародыши кристаллов оксидов железа. Последующие высокотемпературные процессы активировали увеличение агрегативного железа (магнетита и гематита). Рентгеноструктурным анализом установлено наличие синергетических процессов эволюции структур, «невидимых» методами ИК-спектроскопии. Методом ЭПР зарегистрировано исключительное состояние редких нерегулярных ячеек с примесными парамагнитными атомами. Смещения примесных ионов Fe3+ из геометрических центров кристаллических октаэдров в положения минимумов потенциальной энергии вследствие действия эффекта Яна-Теллера понизило потенциальную энергию кристаллической решётки. При этом произошло упрочнение одних химических связей, образующих кристаллическую ячейку, и ослабление других.
Ключевые слова
Перспективными катодными материалами для среднетемпературных твердооксидных топливных элементов на основе протон- или кислородионпроводящих твердых электролитов являются слоистые двойные перовскиты (СДП) на основе редкоземельных элементов, бария и 3d-металлов, обладающие высокой электропроводностью и электрокаталитической активностью в реакции восстановления кислорода. Для улучшения функциональных характеристик СДП используют различные стратегии: а) создание композитов на основе СДП, б) частичное замещение катионов и в) создание дефицита катионов в различных позициях структуры СДП. Достоинством последней стратегии является то, что она не требует усложнения химического и, как правило, фазового состава СДП. Целью настоящего исследования явилось изучение влияния дефицита неодима и бария на структурные и электротранспортные характеристики СДП NdBaFeCo0,5Cu0,5O6-δ. Образцы были получены керамическим методом и охарактеризованы при помощи рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии поглощения, иодометрии, электронной микроскопии, термического анализа, а также методов исследования электропроводности и термо-ЭДС. Создание до 10 мол. % вакансий в подрешетках неодима или бария слабо сказывается на величинах индекса кислородной нестехиометрии (5) и параметров элементарной ячейки производных NdBaFeCo0,5Cu0,5O6-δ, однако приводит к увеличению размера кристаллитов (определенного по методам Шеррера, Уильямсона-Холла и размера-напряжения) и термической стабильности этих фаз. Величины удельной электропроводности и коэффициента Зеебека керамики, в целом, возрастают, а энергий активации процесса электропереноса уменьшаются при создании дефицита неодима или бария в ее структуре. В интервале температур 300-700 К взвешенная подвижность носителей заряда («дырок») изменяется в пределах 0.04-0.8 см2/(В-с) и увеличивается с ростом температуры, что характерно для поляронного механизма проводимости, а их концентрация варьируется в пределах (0.1-3)-1020 см-3, экспоненциально растет с увеличением температуры и, в целом, при создании дефицита неодима или бария в структуре NdBaFeCo0 ,5Cu0, 5O6-δ.
Ключевые слова
Нанопорошок был изготовлен при медленном добавлении азотной кислоты к водному раствору паравольфрамата аммония (NH4)10W21O41· H2O с последующим центрифугированием, высушиванием и прокаливанием. Методом просвечивающей электронной микроскопии установлен размер зерен триоксида вольфрама, который составил 10-20 нм. По данным рентгеновского фазового анализа порошок, прокаленный при температуре 500 °С, состоит преимущественно из триклинной фазы. В дальнейшем к нанопорошку WO3 был добавлены нитрат диамминпалладия (II) и терпениол для образования пасты. Полученная паста была нанесена на специальную диэлектрическую подложку и прокалена до температуры 750 °С, в результате чего был получен хрупкий гель на основе триоксида вольфрама. Массовая доля палладия в хрупком геле составила 3 %. Сенсорные свойства полученного газочувствительного материала были исследованы при стационарном (300 °С) и нестационарном температурном режиме работы сенсора (быстрый нагрев до 450 °С и медленное охлаждение до 100 °С). Показано резкое увеличение чувствительности сенсора на основе триоксида вольфрама при использовании нестационарного температурного режима в зависимости от состава газочувствительного слоя.
Ключевые слова
Изучены физико-химические свойства и морфология поверхности гетерогенных мембран МК-40 с заданным размером частиц сульфокатионообменной смолы в диапазонах < 20, 32-40 и 56-71 мкм при соотношении смолы и полиэтилена 65:35. Экспериментальные мембраны изготовлены на предприятии ООО «ИП «Щекиноазот» (Россия). Сравнительный анализ характеристик мембран показал, что основные физико-химические свойства изменяются согласованно с изменением параметров поверхности. С ростом размера частиц ионообменной смолы влагосодержание и толщина мембран падают соответственно с уменьшением поверхностной макропористости. При этом обменная емкость мембран не зависит от размера частиц ионообменной смолы. Количественный анализ РЭМ-изображений мембран в набухшем состоянии выявил ряд особенностей морфологии их поверхности. Во-первых, установлено наличие мелких с радиусом R < 10 мкм и отсутствие крупных (R > 20 мкм) ионообменников для мембран с размером частиц смолы в диапазоне 56-71 мкм. Во-вторых, выявлено уменьшение доли ионообменника на 14 % и средневзвешенного радиуса частиц ионообменной смолы на 15 % с увеличением заданных при производстве размеров ионообменника. В-третьих, обнаружено уменьшение поверхностной макропористости на 7 %, но увеличение размера макропор более, чем на 20 % с ростом размера частиц смолы. Для объяснения выявленных особенностей морфологии поверхности гетерогенных мембран МК-40 с разным размером частиц сульфокатионообменной смолы необходимо проведение исследований структуры их внутренней фазы.
Ключевые слова
Переходные явления в окрестности точки плавления (эффект предплавления) являются фундаментальным процессом и возникают в материалах с различным типом химической связи. При Т ≥ 0.8Тт наблюдается флуктуационное выделение тепла. Анализ флуктуационных процессов дает информацию о проходящих в системе динамических перестройках и взаимосвязях различных подсистем. Цель данной работы - исследование спектральных характеристик тепловых флуктуаций в стационарных режимах предплавления веществ с ионным, ковалентным и металлическим типом химической связи (KCl, Ge, Cu, Sb) и определение типа данного флуктуационного процесса с помощью показателя Херста. Спектральные характеристики тепловых флуктуаций в стационарных режимах предплавления KCl, Ge, Cu, Sb при T ~ 0.9Tm определялись методом вейвлет-анализа. Данный метод позволяет анализировать поведение сложных систем в критических точках с целью выявления в них определенных корреляций и тенденций развития. Исследования показали, что в области предплавления частотный спектр тепловых флуктуаций представляет собой шум 1/f или нелинейный броуновский шум, который является предвестником структурных перестроек при фазовых переходах. Тип флуктуационных процессов в области предпавления KCl, Ge, Cu, Sb определен на основе показателя Херста (Н). Показано, что в стационарных режимах предплавления H > 0.5. Следовательно, динамика процесса в прошлом, имеющая определенную тенденцию, с большой долей вероятности продолжится в том же направлении. Однако с уменьшением энергии химической связи Н → 0.5, что свидетельствует о снижении устойчивости системы и вероятной смене тенденции развития структурных перестроек в переходной области предплавления. Таким образом, вблизи точки плавления возникают неустойчивые динамические состояния, являющиеся прекурсором структурных изменений в системе, которые имеют определенные тенденции развития. Это должно учитываться при расчете устойчивости и надежности материалов и систем.