Отзыв оппонента доктора физ.-мат. наук А.М. Глезера (Мессбауэровская спектроскопия функциональных железосодержащих нанокомпозитов)

ОТЗЫВофициального оппонентанадиссертационнуюработуКиселевойТатьяныЮрьевны«Мессбауэровская спектроскопия функциональных железосодержащихнанокомпозитов», представленной на соискание ученой степени докторафизико-математических наук по специальности 01.04.07 – «физикаконденсированного состояния»Актуальность работы. Диссертационная работа Киселевой ТатьяныЮрьевны посвящена экспериментальному исследованию с помощью гаммарезонансной спектроскопии структурных факторов, влияющих наформирование в неравновесных условиях композитных функциональныхжелезосодержащих материалов с наличием локальной неоднородности,разных типов структурного и магнитного упорядочения, полидисперсностии эффектов, превносимых наносостоянием. Исследования, позволяющиеустановить фундаментальные закономерности образования структуры и еевзаимосвязи с макроскопическими свойствами вещества составляют одну изважнейших задач современной физики конденсированного состояния.

Длясложныхмногокомпонентныхкомпозитныхсистемтакихкакмеханокомпозиты и материалы на их основе, применение возможностейлокального метода, использующего ядра железа в качестве зонда, изучениеструктурных эффектов на основе анализа сверхтонких взаимодействий, вкомплексе с удачно подобранными дополнительными методамиисследования структуры (рентгенодиафракционного анализа и электронноймикроскопии) представляется весьма эффективным и практически важным.В связи с этим диссертационная работа Киселевой Т.Ю., посвященнаясистематическим исследованиям факторов, влияющих на формирование всильно неравновесных условиях механохимического синтеза сложныхмногокомпонентных железосодержащих композитных систем, а такжефункциональных материалов на их основе, методами мессбауэровскойспектроскопии, является весьма актуальной.Содержание диссертационной работы.

Диссертационная работаКиселевой Т.Ю. состоит из введения, 5 глав, заключения с основнымирезультатами и выводами и списка литературы. Объем диссертации – 270стр., включая 175 рисунков, 47 таблиц. Список цитируемой литературысодержит 411 наименований.Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы,сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна ипрактическая значимость полученных результатов, приведены положения,выносимые на защиту.В первой главе представлен подробный литературный обзор санализомпроблемнаправленногосинтезажелезосодержащихнанокристаллических материалов, обладающих функционально важнымифизико-химическими свойствами, известных к настоящему временитеоретических и экспериментальных подходов к вопросам управленияреакционной способностью таких материалов при переходе кнаноразмерномусостояниювещества.Обсуждаютсяпроблемы,2возникающие при экспериментальных исследованиях композитныхмногокомпонентных систем, содержащих наноструктурные элементы,аморфные и метастабильные состояния.Вторая глава посвящена обзору экспериментальных возможностеймессбауэровскойспектроскопиивисследованиинаночастиц,наноструктурных и нанокомпозитных пленок и порошков.

Описываютсяметодические алгоритмы и современные подходы к интерпретацииэкспериментальных мессбауэровских данных, сучетом эффектоваморфизации,неупоядоченногосостоянияповерхностичастиц,зернограничных и межфазных областей наночастиц и нанокомпозитов,эффектовсуперпарамагнетизмамалыхчастицимежчастичныхвзаимодействий.Автор обсуждает преимущества и уникальные возможности методамессбауэровской спектроскопии при изучении композитных материаловфункциональность которых обусловлена многокомпонентностью имногофазностью, размерными эффектами, наноструктурированностью исвязанными с этим интерфейсными и межчастичными взаимодействиями.В третьей главе приведено описание технологических особенностейсинтеза исследованных в диссертационной работе образцов.

Приводитсяподробный перечень методов и режимов экспериментальных исследований,которые на разных этапах исследования применялись автором для полученияструктурной информации об образцах, а также их физико-химическихсвойствах. Следует отметить охват современных экспериментальныхвозможностей, которые использованы автором для дополнения информациио структуре и свойствах исследуемых объектах. Среди них имеютсяметодики, реализованные на уникальном оборудовании.В четвертой главе приводятся результаты исследования структурычастиц, локальной структуры межфазных и межзеренных границ приформировании нанокомпозитов методом механичeской активации имеханохимического синтеза.

Автором приводятся оригинальные результатыпо изучению процессов формирования структуры железосодержащихнанокристаллических частиц, а также железосодержащих нанокомпозитов отпростыхсистемдоболеесложных,обладающихразнымитермодинамическимихарактеристиками,различнымитипамиформирующихся структур, разной взаимной растворимостью для систем,сформированных в результате механохимически активируемых химическихреакций.Авторомпоказано,чторезультаты,полученныеметодоммессбауэровской спектроскопии, представленные в этой главе, оказалисьважными для отработки технологии направленного синтеза функциональныхструктур прекурсоров технических керамик, низкотемпературных припоев иклеев, наполнителей гибридных функциональных полимерных композитов.Оригинальным и технологически важным является результатвыявления эффектов аморфизации поверхности частиц железа примеханохимической активации с оксидами и металлами, который в3многокомпонентных системах оказался решающим для возможностирегулирования скоростями механохимического взаимодействия.

Кроме тогоустановлено, что аморфизация частиц железа на ранних стадияхмеханоактивации, являетсяфактором, влияющим на скоростьдиспергирования и взаимодействия.В пятой главе обсуждается вклад мессбауэровских исследований вразработку технологий синтеза новых функциональных нанокомпозитов сиспользованием механосинтезированных наночастиц. Показано, чтополученные с помощью мессбауэровской спектроскопии данные поисследованию особенностей фазовых превращений в железосодержащихнаноразмерных композитных структурах в процессах механическогодиспергирования и выявленные закономерности влияния формирующегосянаноструктурного состояния вещества на параметры сверхтонкихвзаимодействий как в простых системах, так и в многокомпонентных игибридных, могут служитьосновой для формирования алгоритмовцеленаправленного синтеза ряда функциональных наноструктурныхматериалов с необходимом набором свойств.

В этой же главе убедительнопродемонстрирована роль мессбауэровских исследований в мониторингетехнологической цепочки железосодержащих композитных порошковыхсистем, которая заключалась в установлении степени прохождениялокальных реакций, выявления моментов сплавления промежуточных фаз,оценке количества и размеров локальных областей, определение фазовогосостава и его магнитного состояния. Автором также обсуждены результатыприменения мессбауэровского метода в технологии функциональныхматериалов при дизайне магнитно-анизотропных металл - полимерныхкомпозитов.

С помощью мессбауэровской спектроскопии выявлены факторы,позволившиепредложить механизм формированияанизотропиимагнитомеханических свойств композитов.Наиболее важные и оригинальные результаты, полученные вдиссертации. К таковым, с моей точки зрения, следует отнести следующие:1. Проведена классификация типов мессбауэровских спектров с учетомлокальной неоднородности, структурного и магнитного упорядочения,размерных эффектов и полидисперсности, межзеренных и межфазныхсостояний. реализующихся на последовательных этапах механохимическогосинтеза.2.

Выявлены особенности формирования наноструктурного состояния вкомпозитных частицах, а также роль межзеренных и межфазных эффектов вформировании их функциональных свойств.3. Обнаружена активная роль водорода при использовании его в качествеатмосферы, в которой происходит формировании нанокристаллическихчастиц железа методом механоактивации.4. Установление последовательности изменения структурного имагнитного состояний атомов Fe в пpоцессах поэтапного синтеза рядафункциональных композитных систем: от создания прекурсора заданногосостава и структуры методом механохимии до формирования композитного4материала с функциональными свойствами с помощью технологии СВС инаправленного наполнения полимеров.Научная новизна и ценность диссертационной работы заключается втом, что в ней обоснована и экспериментально доказана эффективностьприменения мессбауэровской спектроскопии для изучения сложныхмногокомпонентных наноструктурированных систем с привлечениемвозможностей других современных методов изучения структуры ифизических свойств материалов.

В работе получены новые и важныерезультаты. описывающие процессы, происходящие в объеме и наповерхности, а также на межфазных границах железосодержащих частиц икомпозитных систем. Полученные в работе научные результаты могут бытьположены в основу дальнейшего развития физических основ технологиицеленаправленного синтеза новых структурных состояний композитныхматериалов с уникальными функциональными характеристиками..Практическая значимость работы состоит в том, что полученные вдиссертационной работе результаты могут служить основой для созданияперспективных наноматериалов с уникальными физико-химическими свойствами.

Кроме того, они могут быть использованы в модельных расчетах вкачестве начальных и граничных условий при разработке и верификациипотенциалов взаимодействия (для систем со сложным типомвзаимодействия), в модельных расчетах для прогнозирования свойствкомпозитных материалов.Результаты диссертационной работы могут бытьиспользованы влекционных курсах, а также в учебных пособиях для студентов и аспирантовуниверситетов и учреждений высшего образования , специализирующихся вобластифизикиконденсированногосостоянияифизическогоматериаловедения.

Полученные результаты могут найти практическоеприменение в научных организациях, занимающихся исследованиями вобласти наноматериалов, композитов и функциональных систем.Достоверностьполученныхрезультатовопределяетсяиспользованиемвдиссертациикомплексавысокоэффективныхэкспериментальных методов исследования, большим объемом проведенныхэкспериментов и корректной статистической обработкой полученныхрезультатов. В процессевыполнения исследований и формулировкевыводовпостоянно проводилосьсопоставление полученныхэкспериментальныхданныхссовременнымитеоретическимипредставлениями, литературными данными и результатами исследованийдругих авторов в области физики конденсированного состояния.Замечания. По тексту диссертационной работы можно сделатьследующие замечания:1. Автор в своей работе ставит своей целью существенно повыситьэффективность применения мессбауэровской спектроскопии для изучениясложных многокомпонентных наноструктурированных систем путемпривлечения других современных методов изучения структуры и физическихсвойств материалов.

Однако уровень таких исследований методами ПЭМ и5СЭМ, а также магнитометрии и других методов, реализованных вдиссертации, оставляет желать лучшего. Некоторые микрофотографии исхемы (например, 4.39, 4.59, 5.18) вообще невозможно рассмотреть, намногих микрофотографиях отсутствует увеличение (например, 5.1, 5.7, 5.14),на темнопольных электронно-микроскопических снимках, как правило,отсутствует информация о рефлексах, в которых сформированы конкретныеизображения (например, рис.