ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ БОРОСИЛИКАТНОГО ПОКРЫТИЯ ПРИ НАГРЕВЕ

Куприева О.В.

Аспирант, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ БОРОСИЛИКАТНОГО ПОКРЫТИЯ ПРИ НАГРЕВЕ

Аннотация

В данной работе проведены исследования рентгенофазового анализа боросиликатного покрытия при нагреве до температуры 500 °С.

Ключевые слова: нагрев, рентгенофазовый анализ, термообработка.

Kupreeva O.V.

Graduate student, Belgorod state technological university named after V.G. Shoukhov

CHANGES IN THE STRUCTURAL STATE OF BOROSILICATE COVERAGE AT HEATING

Abstract

This paper presents research of x-ray phase analysis borosilicate coverage when heated to a temperature of 500 °С.

Keywords: heating, x-ray phase analysis, heat treatment.

В БГТУ им. В.Г. Шухова под руководством заслуженного изобретателя России Павленко В.И. разрабатываются  новые способы создания радиационно-защитных материалов авиационно-космического назначения [1-14], обладающие  улучшенными характеристиками по сравнению с используемыми в настоящее время. Композиты наиболее оптимально подходят для радиационного материаловедения. Однако, применяя различные компоненты для создания радиационной защиты, ученые часто сталкиваются с проблемой совместимости используемых материалов. Для наибольшего распределения компонентов применяют модифицирование одного из них, чаще наполнителя. Ранее автором было разработано боросиликатное покрытие, применяемое для модифицирования гидридов переходных металлов.

В данной работе проведены исследования  изменения структурного состояния разработанного боросиликатного покрытия, применяемого для модифицирования радиационно-защитных материалов при температурном нагреве до 500 °С.

Рентгенофазовый анализ изучаемых покрытий выполнен на дифрактометре «Дрон–3» по стандартной методике. Съемку дифрактограмм вели на отфильтрованном CuK a–излучении (Ni–фильтр); напряжение на трубке 20 кВ; анодный ток трубки 20 мА; предел измерений 1000–4000 имп./с; скорость поворота детектора 2,4  ^о/мин; угловая отметка – 1^о. Для идентификации фаз использовали данные картотеки “Critallgraphica Search-Match” (США).

По данным рентгенофазового анализа (РФА) соединение, образующее в боросиликатном покрытии, термообработанном при температуре 100 °С, имеет следующий состав:

СH₃ (Si _30-4 B _1-6 O₆₄) Na

моноклинной сингонии с большими параметрами кристаллической решетки (а = 9,659; b = 20,461; c =9,831 Ǻ ).

Термообработка боросиликатного покрытия при температуре 300 °С приводит к изменению рентгенографических характеристик кристаллической фазы. Идентифицирован фазовый состав, соответствующий боросиликату типа

NaBSi ₂O₅(OH)₂ ,

который относится к листовым силикатам моноклинной структурой с непрерывными слоями кремнекислородных тетраэдров с параметрами решетки

(а = 7,992; b = 7,085; c =4,918 Ǻ; рентгеновская плотность  Density Dx =2,439).

Термообработка покрытия при 500 °С приводит к кристаллизации боросиликата и образованию соединения каркасного типа

NaBSi₃O₈

триклинной сингонии с параметрами решетки (а = 7,850; b = 12,380; c =6,810 Ǻ ;  Dx =2,762). Наблюдается корреляция между оптической плотностью боросиликатного покрытия и рентгеновской плотностью кристаллов, т.е. с повышением температуры обработки оба показателя динамично возрастают.

Литература

1. Павленко В.И., Прозоров В.В., Лебедев Л.Л., Слепоконь Ю.И., Черкашина Н.И. Повышение эффективности антикоррозионной обработки ядерного энергетического оборудования путем пассивации в алюминийсодержащих растворах // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. № 4. С. 67-70.
2. Pavlenko V.I., Cherkashina N.I., Edamenko O.D., Novikov L.S., Chernik V.N., Bondarenko G.G., Gaidar A.I. Experimental and physicomathematical simulation of the effect of an incident flow of atomic oxygen on highly filled polymer composites // Inorganic Materials: Applied Research. 2013. Т. 4. № 2. С. 169-173.
3. Ястребинский Р.Н., Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Ястребинская А.В., Черкашина Н.И. Модифицированные железооксидные системы – эффективные сорбенты радионуклидов // Перспективные материалы. 2013. № 5. С. 39-43.
4. Черкашина Н.И., Карнаухов А.А., Бурков А.В., Сухорослова В.В. Синтез высокодисперсного гидрофобного наполнителя для полимерных матриц // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 6. С. 156-159.
5. Павленко В.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Черкашина Н.И. Радиационно-защитный композиционный материал на основе полистирольной матрицы // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2011. - №3. - С. 113-116.
6. Черкашина Н.И. Моделирование воздействия космического излучения на полимерные композиты с применением программного комплекса GEANT4 //Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3. С. 122.
7. Черкашина Н.И., Павленко В.И. Перспективы создания радиационно-защитных полимерных композитов для космической техники в Белгородской области // В сборнике: Белгородская область: прошлое, настоящее, будущее Материалы областной научно-практической конференции в 3-х частях. 2011. С. 192-196.
8. Черкашина Н.И., Павленко В.И., Едаменко А.С., Матюхин П.В. Исследование влияния вакуумного ультрафиолета на морфологию поверхности нанонаполненных полимерных композиционных материалов в условиях, приближённых к условиям околоземного космического пространства // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 130.
9. Павленко В.И., Черкашина Н.И., Сухорослова В.В., Бондаренко Ю.М. Влияние содержания кремнийорганического наполнителя на физико-механические и поверхностные свойства полимерных композитов // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 95.
10. Павленко В.И., Заболотный В.Т., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Влияние вакуумного ультрафиолета на поверхностные свойства высоконаполненных композитов // Физика и химия обработки материалов. 2013. № 2. С. 19-24.
11. Павленко В.И., Новиков Л.С., Бондаренко Г.Г., Черник В.Н., Гайдар А.И., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Экспериментальное и физико-математическое моделирование воздействия набегающего потока атомарного кислорода на высоконаполненные полимерные композиты // Перспективные материалы. 2012. № 4. С. 92-98.
12. Черкашина Н.И. Воздействие вакуумного ультрафиолета на полимерные нанокомпозиты // В сборнике: Инновационные материалы и технологии (ХХ научные чтения) Материалы Международной научно-практической конференции. 2010. С. 246-249.
13. Павленко В.И., Акишин А.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Тарасов Д.Г., Черкашина Н.И. Явления электризации диэлектрического полимерного композита под действием потока высокоэнергетических протонов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 4-3. С. 677-681.
14. Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Влияние вакуумного ультрафиолета на микро- и наноструктуру поверхности модифицированных полистирольных композитов // Перспективные материалы. 2013. № 3. С. 14-19.