Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

в авиации и космической технике в качестве высокотемпературных конструкционных материалов, для изготовления элементов газовых турбин, дизельных двигателей, теплообменников, в триботехнике, в медицине и др. [5 -10 ]. Получение таких материалов по традиционной технологии твердофазового спекания осуществляется при температурах выше 1500 -1600 °С и требует значительных энергетических затрат. В связи с этим в последнее время возрастает интерес к новым методам получения материалов с целью снижения энергетических затрат и оптимизации технологических процессов. Перспективным методом является микроволновая (МВ) химия, которая открывает новые возможности в технологии синтеза [11 -12 ]. Микроволновая обработка эффективный способ получения неорганических материалов благодаря равномерному и быстрому нагреву реакционной смеси по всему объему, контролю за временем процесса, а также условиям высокой чистоты процесса. Цель работы — разработка микроволнового метода получения ортосиликата иттрия высокой дисперсностью . Эксперим ентальная часть Для синтеза ортосиликата иттрия использованы растворы Y (N 0 3 ) 3 • 6 H 2 O марки «хч» и силиката натрия, полученного гидротермально-микроволновым методом [13]. Синтез ортосиликата иттрия (2Y2O3-3Si02) осуществляли в МВ печи CE1073AR (частота микроволн — 2,45 ГГц, выходная мощность — 600 Вт) в открытой колбе из пирексового стекла, снабженной обратным холодильником и мешалкой. Колбу объемом 1 л загружали исходными растворами — 200 мл нитрата иттрия (0,5 моль/л) и 300 мл силиката натрия (0,5 моль/л), температура реакции — 9 5 -1 0 0 °С, время — 30 мин. Исходные вещества взяты в молярных соотношениях 2:3 с целью получения соединения состава 2Y 2O3^Si02. Полученный осадок — ортосиликат иттрия — отфильтровывали и многократно промывали дистиллированной водой (7 0 -8 0 °С) для удаления ионов Na+ и NOj2 и сушили при 115-120 °С. Для получения кристаллической фазы ортосиликата иттрия проводили термообработку образцов в электрической печи марки LHT 08/17 фирмы Nabertherm при температурах 800, 1000 и 1300 °С в течение 2 ч. Состав исходных и конечных продуктов определяли физико-химическими методами анализа (весовым, спектроскопическим, фотоколориметрическим, пламенно-фотометрическим). Рентгенофазовый анализ проводили порошковым методом на дифрактометре URD 63, CuKa- излучение, дифференциально-термический и термогравиметрический анализы — на приборе «Дериватограф» Q 1500. ИК-спектры образцов в области 4 0 0 -4 0 0 0 см-1 получены на Фурье ИК- спектрометре Cary 630. Р езультаты и обсуждение Микроволновым методом из растворов нитрата иттрия и силиката натрия синтезирован ортосиликат иттрия. Он представляет собой белый, тонкодисперсный порошок. Химический анализ показал, что состав полученного вещества соответствует эмпирической формуле 2 Y 2 O 3 3Si02nH 2O , влажность — 7 5 -8 0 %, а после сушки — до 5 %. Рентгенофазовый и ИК-спектроскопический анализы показали, что синтезировано мелкодисперсное аморфное химическое соединение — ортосиликат иттрия. ИК-спектры синтезированных образцов представлены на рис. 1. Как видно из приведенных кривых (рис. 1), наблюдаются полосы поглощения с максимумами при 965, 916, 915 и 911 см-1, которые смещены от полос валентных колебаний связей Si-O-Si, которые в спектрах диоксида кремния поглощают в области 1000 -1200 см-1 с максимумом 1100 см-1. Смещение основной полосы поглощения связи Si-O-Si в низкочастотную область, свидетельствующее об искажении тетраэдров SiO 4 , обусловлено воздействием ионов Y на тетраэдр SiO 4 вследствие образования Y ^ - S i связей. Полосы поглощения в области 4 2 0 -4 5 0 см-1 относят к деформационным колебаниям связей Si-O, а в области 4 4 2 -5 0 6 с м 1 — к валентным колебаниям связей Y-O -Si. При термообработке с повышением температуры наблюдается уменьшение энергии связей Si-O-Si, о чем свидетельствует смещение полос поглощения от 965 до 911, 845 и 878 см-1, а частота валентных колебаний связи Y-O увеличивается от 442 до 506 см-1. Термообработка образцов при 1000 и 1300 °С вследствие образования кристаллической структуры приводит к уменьшению энергии связей Y -O -S i- Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 21-26. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 21-26. © Баграмян В. В., Князян Н. Б., Григорян Т. В., Казарян А. А., Арутюнян В. Р., Асланян А. М., Кочарян Л. К., Азатян Т. С., Саргсян А. А., 2023 22