Неорганические материалы
ISSN (print): 0002-337X
Междисциплинарный журнал, в котором публикуются оригинальные статьи и обзоры по результатам фундаментальных исследований синтеза, структуры и физико-химических свойств широкого спектра неорганических материалов, в том числе высокочистых веществ и материалов, обсуждаются проблемы теории фазовых равновесий, изучение фазовых диаграмм, термодинамические свойства твердых веществ, закономерности роста и свойства кристаллов, физикохимии и технологии функциональных нано- и керамических материалов, вопросы теории полупроводников, твердых растворов, стекла.
Свидетельство о регистрации СМИ: № 0110245 от 08.02.1993
Учредители
- Российская академия наук
- Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Главный редактор
Солнцев Константин Александрович, академик РАН, д-р хим. наук
Периодичность / доступ
4 выпуска в год / подписка
Входит в
Белый список (2 уровень), перечень ВАК, РИНЦ
Журнал является рецензируемым и входит в Перечень ВАК, Международные реферативные базы данных и системы цитирования: Web of Science, Scopus.
Журнал основан в 1965 году.
Текущий выпуск
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 61, № 7–8 (2025)
Статьи
Синтез, выращивание монокристаллов и электрофизические свойства соединений CuMBi3S6 и CuMEr3S6 (M–Pb, Ca, Eu, Yb)
Аннотация
Методами термического, рентгенофазового, микроструктурного анализов, измерением микротвердости и электрофизических свойств установлено образование соединений состава CuMBi3S6 и CuMEr3S6 (M – Eu, Pb, Yb, Ca). Показано, что полученные соединения изоструктурны, кристаллизуются в орторомбичесской сингонии (a = 11.201–11.236, b = 11.561–11.420, с = 4.003–3.966 Å, Z = 4, пр.гр. Pb21m, d = 4.17–3.570 г/см3) и относятся к структурному типу крупкаита CuPbBi3S6. Соединения типа CuMBi3S6 и CuMEr3S6 являются полупроводниками р-типа проводимости, вычислена их ширина запрещенной зоны.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):387-393
387-393
Трехкомпонентный органо-неорганический темплат для синтеза микромезопористых сферических частиц углерода
Аннотация
Предложен темплатный метод получения сферических частиц углерода с микромезопористой структурой посредством совместного гидролиза тетраэтоксисилана и полимеризации резорцин-формальдегидной смеси в спирто-водно-аммиачной среде в присутствии бромида цетилтриметиламмония. После терморазложения органики, селективного удаления SiO2 и отжига в CO2 формируются частицы с порами размером 0.5–25 нм, обладающие удельной поверхностью до 2000 м2/г и объемом пор до 2.1 см3/г.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):394-402
394-402
Кинетика роста оксидной пленки и формирования core/shell–структур в наночастицах меди, полученных методом индукционной потоковой левитации
Аннотация
Для синтеза наночастиц меди использован метод индукционной потоковой левитации. Изучена кинетика роста оксидной пленки на медных наночастица, что важно для понимания механизмов их пассивации и стабилизации. Исследовано влияние соотношения хладагента и окислителя на скорость роста оксидной пленки, что позволяет контролировать морфологию и состав наночастиц. Также проведено исследование старения медных наночастиц в течение 6 месяцев для оценки их устойчивости к окислению и агрегации.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):403-410
403-410
Синтез и фотокаталитические свойства диоксида титана, модифицированного ванадием
Аннотация
В работе синтезированы фотокатализаторы на основе диоксида титана, модифицированного ванадием. Исследованы особенности формирования фотокатализаторов, их физико-химические, адсорбционные и фотокаталитические свойства на примере деструкции органических соединений (ферроина и метиленового синего). При модифицировании диоксида титана ванадием до 5 мас.% получены наноразмерные порошки (≤ 74 нм) с развитой удельной поверхностью, сохраняющие нанодисперсность до 600°C включительно. Более высокая степень модифицирования ванадием (> 5 мас.%) способствует увеличению размера частиц при схожих условиях термообработки, что связано со значительным фазообразованием рутила и обособлением оксида ванадия. Полученные фотокатализаторы характеризуются высокой фотокаталитической активностью (ФКА) в процессе деструкции органических веществ (ферроин, метиленовый синий) при облучении видимым светом с длиной волны λ ≥ 400 нм. Показано, что ФКА рассматриваемых фотокатализаторов превышает ФКА немодифицированного диоксида титана схожего генезиса и фотокатализатора Р-25 фирмы Degussa. Наиболее высокой ФКА по отношению к ферроину и метиленовому синему обладают фотокатализаторы, модифицированные ванадием (2.5–20 мас.%) и прокаленные при 400–600°C. В этом интервале температур преобладает фаза анатаза, а ванадий распределен в его кристаллической решетке, содержание фазы рутила не превышает 25%. Максимальная ФКА характерна для образца 600-V-5.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):411-423
411-423
Комплексное влияние добавок титана и гадолиния на кислородный потенциал и структуру дефектов диоксида урана
Аннотация
Методом ЭДС твердоэлектролитной гальванической ячейки типа (U, Gd, Ti)O2+x | ZrO2(Y2O3) | Ni-NiO в температурном интервале от 800 до 1050°C проведено измерение кислородного потенциала диоксида урана, легированного оксидами гадолиния и титана, в диапазоне отношений O/U от 2.02 до 2.30. Кислородный потенциал уменьшился в результате легирования гадолинием и титаном и оказался меньше, чем при легировании как оксидом гадолиния, так и оксидом титана по отдельности. Подобный эффект одновременного легирования Gd и Ti связан с тем, что в области засти-хиометрии сосуществуют дефекты, возникающие как при легировании оксидом титана, так и оксидом гадолиния. При составе, близком к стехиометрическому, доминируют электронные дефекты.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):424-429
424-429
Получение монокристалла ниобата лития, легированного магнием и эрбием
Аннотация
Разработана и реализована технологическая схема получения гомогенно легированной магнием и эрбием шихты ниобата лития, содержащей 4.0 мол.% Mg и 0.78 мол.% Er, из которой методом Чохральского из расплава выращен монокристалл LiNbO3:Mg:Er (4.0 мол.% Mg, 0.6 мол.% Er), и проведены исследования по оценке его химической, микроструктурной и оптической однородности, а также фоторефрактивных свойств.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):430-439
430-439
Высокотемпературная теплоемкость и термодинамические свойства силикатов LiMSiO4 (M = Y, Yb, In) в области 320–1050 K
Аннотация
Силикаты LiMSiO4 (M = Y, Yb, In) были получены твердофазным синтезом из стехиометрических смесей Li2CO3, Y2O3 (Yb2O3), In2O3 и SiO2 при температуре 1373 K. С помощью рентгеноструктурного анализа уточнена их кристаллическая структура. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии установлено влияние температуры на теплоемкость оксидных соединений. По экспериментальным данным Cp = f (T) рассчитаны термодинамические свойства.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):440-445
440-445
Емкостные свойства пленок гидроксида никеля как электродов для электрохимических конденсаторов на водном электролите
Аннотация
Структурные характеристики и элементный состав пленок гидроксида никеля, полученных электроосаждением из растворов 0.05М NiSO4 и 0.05М NiSO4 + 0.025М Li2SO4, изучены методами ИК-спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Методами циклической вольтамперометрии, гальваностатического заряда–разряда и импедансной спектроскопии определены электрохимические характеристики электродов в 1М водном растворе NaOH. Установлено, что удельная емкость наночастиц Ni(OH)2 зависит от состава электролита, используемого при электроосаждении. Показано, что осажденный из раствора сульфатов никеля и лития электрод обеспечивает максимальную удельную энергию 46.5 Вт ч/кг при плотности мощности 110 Вт/кг. Удельная энергия данного материала остается достаточно высокой 31.5 Вт ч/кг при мощности 2141 Вт/кг, а наибольшая емкость 3818 Ф/г получена при скорости развертки потенциала 5 мВ/с.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):446-455
446-455
Уровень чистоты железа, кобальта и никеля (по материалам выставки-коллекции веществ особой чистоты)
Аннотация
В статье рассмотрен уровень чистоты и примесный состав образцов железа, кобальта и никеля, представленных на Выставке-коллекции веществ особой чистоты. Получены оценки среднего и суммарного содержания элементов-примесей в наиболее чистых образцах. Рассмотрен примесный состав массива данных элементов 8–10-й групп Периодической системы элементов Д.И. Менделеева и вклад отдельных групп примесей. Обсуждается уровень чистоты железа, кобальта и никеля и их соединений, производимых в России и за рубежом.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):456-467
456-467
Термические и оптические свойства неодимсодержащих висмут-барий-боратных стекол, полученных методами плавления шихты и лазерного спекания
Аннотация
Одно из преимуществ метода селективного лазерного спекания заключается в формировании планарных структур с морфологией стекла, кристалла и стеклокристалла в зависимости от состава шихтового материала и режимов лучевого воздействия. В данной работе исследуется возможность получения оптических микроструктур из висмут-барий-боратного стекла, легированного оксидом неодима, в области его кристаллизационно-устойчивых составов методом селективного лазерного спекания. Проведено сравнение термических и оптических свойств стекол (100–x)(20Bi2O3–60B2O3–20BaO)–xNd2O3, синтезированных из специально приготовленного ультрадисперсного прекурсора методом плавления в тигле с различными режимами охлаждения, с образцами, сформированными лазерным спеканием. Термические свойства указанной стеклообразующей системы исследованы методом дифференциального термического анализа от шихты до целевых образцов.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):468-476
468-476
Оптическая термометрия на основе метода отношения интенсивностей люминесценции ионов Er3+ во фторидных стеклах при прямом возбуждении УФ-светодиодом
Аннотация
Высокотемпературным синтезом с использованием XeF2 в качестве фторирующего агента получены фторцирконатные и фторгафнатные стекла, активированные ионами Er3+ (ZBLAN:Er3+ и HBLAN: Er3+). Продемонстрирована возможность использования полученных стекол для оптической термометрии методом “Отношение интенсивностей флуоресценции” (FIR) на переходах 4S3/2 → 4I15/2 (540–560 нм) и 2H11/2 → 4I15/2 (515–535 нм) в ионе Er3+. Показано, что экспериментальные зависимости величины FIR от температуры хорошо моделируются стандартным выражением на основе больцмановского распределения электронов между соседними уровнями, находящимися в тепловом равновесии, в области температур T > 250 K для ZBLAN:Er3+ и T > 225 K для HBLAN:Er3+. Величины чувствительности (S) и относительной чувствительности (Sr) температурных измерений в биологически важном диапазоне (Т ≈ 320 К), полученные для синтезированных фторидных стекол, составили S = 0.0033 К–1, Sr = 1.16% К–1 для ZBLAN:Er3+ и S = 0.0025 К–1, Sr = 1.11% К–1 для HBLAN:Er3+.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):477-487
477-487
Примесное поглощение ионами меди(II) в вольфрамсодержащем теллуритно-цинкатном стекле
Аннотация
Для стеклообразной матрицы состава (TeO2)0.72(ZnO)0.18(WO3)0.10, легированной ионами Cu2+ в диапазоне концентраций от 75 до 2400 ppm, исследовано оптическое пропускание в интервале длин волн 350–2400 нм. На спектрах присутствует интенсивная полоса поглощения с максимумом при ~ 810 нм. Для серии образцов стекол с добавление различной концентрации меди установлена спектральная зависимость ее удельного коэффициента поглощения во всей области прозрачности, в максимуме полосы рассчитанное значение составило 4910 ± 20 дБ/(км ppm).
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):488-493
488-493
Композиционный материал на основе оксида алюминия и каолинфосфатного связующего
Аннотация
На основе метакаолина и ортофосфорной кислоты синтезировано геополимерное каолинфосфатное связующее для последующего использования в производстве композиционных материалов. Выбор алюмосиликата в качестве связующего обусловлен возможностью образования муллита 3Al2O3·2SiO2 при высокотемпературном обжиге изделий на его основе. При термообработке в этой фазе образуются различные фосфаты Al и силикофосфат SiP2O7, что подтверждено рентгенофазовым анализом. Методом ИК-спектроскопии установлено образование связей P–O–P, P–O–Si, P–O–Al, характерных для геополимеров. Определены прочность при сжатии и водопоглощение композитов, полученных на основе каолинфосфатного связующего и различных алюмооксидных заполнителей (электрокорунд, технический глинозем) после обжига при 1000–1500°C. Установлены оптимальные составы материалов. Показано, что даже обжиг при 1000°C позволяет получать достаточно прочные композиты на основе оксида алюминия. Сравниваются данные для материалов, полученных на каолинфосфатных и каолиналюмофосфатных связующих. Дополнительное введение оксида алюминия в связующее способствовало появлению алюмосиликатного геля, заполняющего поры в материале, и, как следствие, повышению прочности композита.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):494-499
494-499
Синтез компактного карбонитрида титана окислительным конструированием
Аннотация
Карбидизацией твердого раствора азота в титане, покрытого оксидом титана, синтезирован компактный карбонитрид титана заданной формы. Синтез протекает в два этапа: на первом этапе при температуре 1350°C металлическую заготовку в атмосфере аргона, содержащего “нулевый воздух”, насыщали азотом до состава TiN0.3 с одновременным формированием на его поверхности пленки TiO2. На второй стадии при 2200°C в атмосфере аргона, содержащего этилен, проводили карбидизацию твердого раствора азота в титане. Керамика представляет собой композит из карбонитридов титана разного состава. Поверхностный слой карбонитрида толщиной ~5 мкм характеризуется повышенным содержанием углерода, карбонитрид в объеме – азота. На границах зерен присутствуют следы МAX-фазы Ti2AlN и фазы Ti3AlCN, которые образуются при 2200°C в результате взаимодействия интерметаллида Ti3Al с азотом и углеродом. Оценена микротвердость полученных фаз в керамике.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):500-507
500-507
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез фильтроэлементов в системе Ni–Al в поле центробежных сил
Аннотация
Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) получены высокопористые (50–60%) фильтровальные элементы в поле центробежных сил, вектор которых расположен перпендикулярно направлению движения волнового фронта процесса СВС, в отличие от их параллельной ориентации в других исследованиях. Это позволило мягко управлять процессом порообразования в ходе химического взаимодействия компонентов и получать образцы фильтроэлементов градиентной структуры в одну стадию. Исследованы их фазовый состав и микроструктура, а также физико-химические свойства: плотность, пористость, прочность, жаростойкость и стойкость в щелочной среде. Установлены закономерности формирования фильтровальных материалов.
Неорганические материалы. 2025;61(7–8):508-514
508-514