Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

Abstract A microwave method for synthesizing bismuth silicate has been developed. The characteristics of the synthesized product have been determined. Based on physicochemical studies, it has been established that microwave synthesis of bismuth silicate from water-soluble salts of the initial components promotes the formation of nanodispersed bismuth silicate powder. At a temperature range of 700-800 °C, a crystalline phase of bismuth silicate of the compositions Bi2SiO5, Bi4Si2O12 and Bi 2 SiO 20 is obtained. Keywords: microwave treatment, bismuth silicate, crystalline phases, radiation protection Funding: The study was carried out with the financial support of the Science Committee of the Republic of Armenia within the framework of the scientific project 21T-1D146. For citation: Synthesis of bismuth orthosilicate by microwave method / V. V. Baghramyan [et al.] // Transactions of the faila Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 179-184. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.2.030. В настоящее время без новых материалов невозможно развитие многих отраслей промышленности — авиационной, электроэнергетики, машиностроения, строительства, медицины, приборостроения, электроники и др. В частности, композиционные материалы на основе силиката висмута — хорошо известные соединения, которые в последнее время привлекают интерес исследователей из-за своих особых свойств. Материалы на основе силикатов висмута перспективные материалы для замены токсичного свинца, используемого в сцинтилляторах, гамма-экранах и экологически чистых бессвинцовых сегнетоэлектриках, для радиационной защиты, они могут улучшать защитные свойства при излучении [1-4]. На сегодняшний день силикаты висмута могут быть синтезированы различными методами, причем наиболее часто используются методы, основанные на твердофазных реакциях при температурах, выше температур плавления силикатов висмута (>900 оС), такие как метод Бриджмена, Чохральского, метод твердофазных реакций, а также гидротермальный [5-7], сольвотермический [8; 9], золь-гель [10], темплатный [11], метод Печини, или метод соосаждения с последующей гидротермальной обработкой. Новые методы получения силиката висмута могут расширить область их применения, а также предоставить лучшие альтернативы в существующих областях исследований. Перспективным методом является микроволновая (МВ) химия, которая открывает новые возможности в технологии синтеза [12; 13]. МВ 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 силиката висмута из водных растворов метилсиликата натрия и нитрата висмута. Экспериментальная часть Для синтеза силиката висмута использованы растворы Bi(NO 3)3 марки «хч» и силиката натрия Na 2 SiO 3 , полученного гидротермально-микроволновым методом [13]. Синтез силиката висмута (Bi 2 SiO 5 ) 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 1л загружали исходными растворами: 200 мл нитрата висмута (0,5 моль/л) и 300 мл силиката натрия (0,5 моль/л), температура реакции 95-100 оС, время 30 мин. Исходные вещества взяты в молярных соотношениях 2:3 с целью получения соединения состава Bi 2 SiO 5 . Полученный осадок — силикат висмута — отфильтровывали и многократно промывали дистиллированной водой (70-80 оС) для удаления ионов Na+ и NO 3"2 и сушили при 120 оС. Для получения кристаллической фазы силиката висмута проводили термообработку образцов в электрической печи марки LHT 08/17 фирмы “Nabertherm” при температурах 600, 700 и 800 оС 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 Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 179-184. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 179-184. © Баграмян В. В., Азатян Т. С., Князян Н. Б., Григорян Т. В., Казарян А. А., Арутюнян В. Р., Асланян А. М., Кочарян Л. К., Петросян А. А., Саргсян А. А., 2025 180