Автореферат (1097713), страница 8
Текст из файла (страница 8)
В нашихработах было, что при используемых параметрах механическоговоздействия частицыжелезаизмельчаются ирасплющиваются ввытянутые пластинки, при этом ось легкого намагничивания лежит вдольплоскости расплющивания. Результаты измерений полевой зависимостимагнитодеформационного эффекта (dλ/λ) в сформированном композите внаправлении цепочек частиц достигает значения 1*10-4 . Направленное36ориентирование частиц в полимере позволило увеличить величинумагнитострикции в три раза по сравнению с их изотропным распределениемв матрице полимера.
Наличие упругих напряжений в частицах вследствиемеханохимического способа их получения, является усиливающимфактором увеличения в них магнитострикционного эффекта.Результаты работы показали, что информация, извлекаемая измессбауэровских спектров композитных систем, адекватно отражаетособенности локальной кристаллической структуры, макроскопическогоинтегрального фазового состава композита, а такжемагнитного иэлектронного состояния фаз композита. Это имеет важное фундаментальноеи практическое значение в технологиях синтеза и прогнозирования(дизайна) новых перспективных материалов.В заключении сформулированы основные оригинальные результатыи выводыОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫВ настоящей диссертационной работе показана эффективность иразработаны основные физические принципы применения мессбауэровскойспектроскопии для исследованиямногокомпонентных композитныхнаносистем с привлечением комплекса дополнительных экспериментальныхметодов(электронноймикроскопии,рентгеновскойдифракции,термоанализа и магнитных измерений).
На примере различныхжелезосодержащихкомпозитныхсистемпродемонстрированаэффективностьпредложенногоподходадляосуществленияцеленаправленногополученияфункциональныхматериаловвнеравновесных условиях механохимического синтеза.На основании проведенных экспериментальных исследований, сотработкой на модельных системах, проведена классификация типовмессбауэровских спектров с учетом локальной неоднородности,структурного и магнитного упорядочения, размерных эффектов иполидисперсности,межзеренныхиинтерфейсныхсостояний.реализующихся на последовательных этапах механохимического синтеза.Все это позволило разработать стратегию идентификации реальнойструктурысложныхкомпозитныхматериаловметодоммессбауэровской спектроскопии.К основным, наиболее важным результатам работы относятся:1.
Систематические исследования механохимического взаимодействия всистемах от простых бинарных до многокомпонентных, многофазных икомпозитных,позволили выявить особенности формирования37наноструктурного состояния в композитных частицах, и роль межзеренныхи интерфейсных эффектов в формировании их функциональных свойств.1.1. Изучены стадии формирования наноструктурного композитногосостояния, включающие образование дефектной структуры частиц,взаимное проникновение элементов по границам зерен и дефектам,формированиенеупорядоченных состояний и твердых растворов винтерфейсах и в объеме зерен, формирование интерметаллическихсоединений1.2.
Впервые показана роль атмосферы водорода при механическомизмельчении частиц железа: адсорбция и диффузия водорода помежзеренным границам и дефектам структуры и накоплению его вповерхностных дефектных областях. Все это приводит к ускорениюдостижения частицами железа наноразмеров по сравнению с измельчениемв инертной атмосфере.1.3. Выявлена роль зернограничной области вформированиимагнитныхсвойствнанокристаллическогожелеза,полученногомеханической активацией1.4.
Впервые обнаружено образование локальных структур по типунеупорядоченных твердых растворов в дефектных областях частиц железапримеханохимическомвзаимодействиивтермодинамическинесмешиваемой бинарной системе Fe-In.1.5. Впервые методом мессбауэровской спектроскопии изученымеханизмы фазообразования при механохимическом взаимодействиижелеза с жидким галлием и его эвтектическим расплавом.2. Изучено изменение сверхтонкой структуры мессбауэровских спектроввокислительно-восстановительныхпроцессах,реализуемыхвмеханоактивируемых высококалорийных системах оксида железа -Fe2O3 сметаллами разной активности Fe, Ga, Al, Zr и композитами Fe/Al, Fe/Zr.2.1.Установлено взаимное влияние структурного состояния компонентв многокомпонентных смесях на кинетику фазообразования.2.2.Впервыевыявленыэффектыаморфизациивмеханоактивированных высококалорийных системах, свидетельствующиеоб образовании локально неоднородных и неупорядоченных структур наповерхности частиц железа, в межзеренных границах и интерфейсныхобластях композитной структуры.
Этот эффект является существеннымфактором, определяющим реакционную способность, термическуюстабильность и структурно-морфологические характеристики композитов.3.Изучены процессы формирования структуры композитныхфункциональных материалов с использованием механоактивированныхпрекурсоров в методах самораспространяющегося синтеза.3.1.
Длясистем Fe2O3/Me(I)/Me(II), Cr2O3/Me(I)Me(II), (Me(I,II):Fe,Al,Zr) установленовлияние структуры, морфологии, размеров,38достигаемых методом механохимии, на формирование функциональнозначимых свойств материала.3.2.Установлены последовательность изменения структурного имагнитного состояний атомов Fe в пpоцессах поэтапного синтезафункциональных композитных систем: от создания прекурсора заданногосостава и структуры до композитного материала с функциональнымисвойствами.3.3.Впервыеврезультатепроведенныхсистематическихмессбауэовскихисследованийнаправленногомеханохимическогоформированиялокальнойструктурычастицдляоптимизациисамораспространяющегосявысокотемпературногосинтезаинкапсулированных оксидами частиц железа.4.Предложено и осуществлено использование механосинтезированныхчастиц магнитострикционного состава системы Fe-Ga в качественаполнителяполимерныхматрицдлясозданияанизотропныхмагнитоактивных материалов.4.1.
Определены условия механохимического синтеза частицфазового состава, обладающего наибольшим магнитострикционнымэффектом4.2. Разработана технология пространственного структурированияэтих частиц в полимерной матрице для достижения максимальногоанизотропного эффекта4.3. Методом мессбауэровской спектроскопии показано, чтоанизотропияформыимагнитныхсвойствмеханохимическисинтезированных частиц при использовании их в качестве наполнителяповышает общий анизотропный эффект магнитомеханических свойствэластомерного композита на основе полиуретана.5. В результате проведенных мессбауэровских исследований былаполучена новая, в ряде случаев недоступная другими методамидиагностики, информация о роли локальных метастабильных состоянийатомов железа в формировании свойств, важных для композитных систем.6.
Полученные в работе с помощью мессбауэровской спектроскопиирезультаты могут служить основой для создания перспективныхнаноматериалов с уникальными физико-химическими свойствами, длявыбора режимов синтеза, управления параметрами формированиякомпозитной функциональной структуры.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПО ТЕМЕ РАБОТЫОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ СТАТЬЯХ:1. Kiseleva,T., Zholudev,S., Novakova,A., Grigoryeva,T. The enhancedmagnetodeformational effect in galfenol/polyurethane nanocomposites by thearrangement of particle chains //Composite Structures.- 2016.- V.138.-Р.12–16(IF3.5)392. Киселева, Т.Ю., Новакова, А.А. Мессбауэровская спектроскопия втехнологии нанокомпозитных функциональных материалов // ИзвестияРАН.
Серия физическая. — 2015. — Т. 79, № 8. — С. 1132–1138 (IF 0.34.)3. Киселева, Т., Лецко, А., Талако, Т., Ковалева, С., Григорьева, Т.,Новакова, А., Ляхов, Н. Влияние локальной структуры механохимическиполученных порошковых прекурсоров на микроструктуру СВС-композитовFe2O3/Fe/Zr/ZrO2 //Российские нанотехнологии.- 2015. –V. 3-4.- C.44–50 (IF0.954)4. Kiseleva, T. Y., Zholudev, S.
I., Novakova, A. A., Gendler, T. S., Il'inykh,I. I., Smarzhevskaya, A. I., аnd Grigorieva, T. F. Magnetodeformationalanisotropy of FeGa/PU hybrid nanocomposite via particle concentration andspatial orientation //Solid State Phenomena.- 2015.- V.234.-P. 607–610 (IF0,493).5. Zholudev, S.I., Kiseleva, T.Yu. Mössbauer study of new functionalmetal/polymer nanocomposites with spatially oriented FeGa particles //Hyperfine Interactions (Springer).- 2014.-V.226.- P.375-382.(IF 0.21)6.
Kiseleva, T.Yu. , Letsko, A.I., Talako, T.L., Kovaleva, S.В., Novakova,A.A. Possibility of the core-in-Shell Iron Particles Formation via MA SHSTechnology в сборнике Proceedings of the fourteenth Bi-national workshop“The optimization of the composition, structure and properties of metals, oxides,composites, nano- and amorphous materials”. Ariel. W.S.- 2015.- P. 35-437. Kiseleva,T.Yu, Zholudev, S.I., Il’inykh, I.A., Novakova, A.A. AnisotropicMagnetostrictive Metal–Polymer Composites for Functional Devices //TechnicalPhysics Letters. - 2013. - том 39.-№ 12.-C.1110-1114 (IF 0.54)8. Kiseleva, T.Yu, Novakova, A.A., Grigorieva, T.F., Lyakhov, N.Z.Composite particles interface amorphysation at the early stages ofmechanosynthesis in Fe2O3/Fe/(Ga,Al) powder mixtures в сборнике Proceed. of12-th bi-national workshop "The optimization of composition, structure andproperties of metals, oxides, composites, nano- and amorphous materials,Chernogolovkaю- 2013.- С.
208-2179. Витязь, П.А., Ковалева, С.В., Киселева, Т.Ю., Григорьева, Т.Ф.,Кинетика фазообразования порошковых композитов системы Fe-Ga примеханохимическом сплавлении Известия национальной академии наукБеларуси.- 2012.- № 1.-С. 5-1110.Григорьева, Т.Ф., Киселева, Т.Ю., Ковалева, С.В., Новакова,А.А. Исследование продуктов взаимодействия железа и галлия в процессемеханической активации //Физика металлов и металловедение.- 2012.Том 113.-№ 6.-С. 607-614 (IF0.582)11.Kiseleva, T.Yu, Novakova, A.A., Gendler, T.S., Il’inych, I.A.,Levina, V.V. Magnetic Properties And Thermal Stability Of xFe(100-x)SiO2(x=5-95) Powder Nanocomposites // Solid State Phenomena.- 2012.- V.190.P.435-438.12.Kiseleva, T., Novakova, A., Gendler, T.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
