Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 269-275. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 269-275. Научная статья УДК 546.832:546.284-31:546.655.4:54-31:53.091 doi:10.37614/2949-1215.2024.15.1.044 СИНТЕЗ ЦЕРИЙСОДЕРЖАЩИХ ТВЁРДЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ СИЛИКАТА ГАФНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕХАНОАКТИВАЦИИ Олег Алексеевич Кузьменков1, Александр Михайлович Калинкин2 12Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия 1o.kuzmenkov@ksc.ru, https://orcid.org/0000-0001-7646-2058 2a.kalinkin@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0002-3668-8578 Аннотация Изучены процессы, протекающие в ходе синтеза Се-содержащих твёрдых растворов на основе силиката гафния твёрдофазным методом с применением механоактивации. Механоактивация смеси оксидов кремния, гафния и церия с мольным отношением SiO 2 : HfO 2 : CeO 2 = 1 : 0,9 : 0,1 проводилась в лабораторной планетарной мельнице АГО-2 при центробежном факторе 40 g в течение 10 мин. В работе применялись реактивные оксиды гафния и церия. В качестве кремнезёмсодержащего компонента использовались реактивный гидратированный кремнезём и кремнезём, полученный из шлака комбината «Печенганикель». При одинаковых условиях синтеза для обеих исходных композиций получены близкие результаты. С помощью рентгенофазового анализа показано, что после прокаливания механоактивированных смесей оксидов при температуре 1200-1400 °С основной фазой является HfSiO 4 (гафнон) с тетрагональной кристаллической решёткой, содержащий изоморфное включение церия. В качестве примесной фазы присутствует гафний, содержащий твёрдый раствор на основе диоксида церия (церианита). С помощью метода Ритвельда рассчитаны составы фаз в прокалённых смесях и составы полученных твёрдых растворов на основе закона Вегарда. Ключевые слова: гафнон, церианит, твердые растворы, твердофазный синтез, механоактивация Благодарности: статья выполнена при поддержке федерального бюджета по теме государственного задания Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН № FMEZ- 2023-0018. Финансирование: государственное задание по теме НИР № FMEZ-2023-0018. Для цитирования: Кузьменков О. А., Калинкин А. М. Синтез церийсодержащих твёрдых растворов на основе силиката гафния с применением механоактивации // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 269-275. doi:10.37614/2949-1215.2024.15.1.044. Original article SINTHESIS CERIUM-CONTAINING SOLID SOLUTIONS BASED ON HAFNIUM SILICATE USING MECHANICAL ACTIVATION Oleg A. Kuzmenkov1, Alexandr M. Kalinkin2 1,2I.V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Centre o f RAS, Apatity, Russia 1o.kuzmenkov@ksc.ru, https://orcid.org/0000-0001-7646-2058 2a.kalinkin@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0002-3668-8578 Abstract The processes occurring during the synthesis of Ce-containing solid solutions based on hafnium silicate by the solid- phase method using mechanical activation were studied. Mechanical activation of a mixture of silicon, hafniumand cerium oxides with a molar ratio of SiO 2 : HfO 2 : CeO 2 = 1 : 0,9 : 0,1 was carried out in a laboratory planetary mill AGO-2 at a centrifugal factor of 40 g for 10 min. Reactive hafnium and cerium oxides were used in this work. Reactive hydrated silica and silica obtained from the slag of the “Pechenganikel”plant were used as a silica-containing component. Under identical synthesis conditions, similar results were obtained for both starting compositions. Using X-ray diffraction analysis, it was shown that after calcination of mechanically activated mixtures of oxides at 1200-1400 °C, the main phase was © Кузьменков О. А., Калинкин А. М., 2024 269