Электрокристаллизация фаз на эвтектических интерфейсах, образованных ковалентно-ионными оксидами: морфология, структура, состав, свойства

Abstract

Проблема изучения природы и механизма взаимодействий, происходящих в оксидных композитных объектах, трудна для решения в силу очевидных инструментальных затруднений. Однако существует и иной подход - комплексное исследование систем, содержащих высокую концентрацию гетерофазных границ с последующим вычленением вклада свойств границ из суммарных свойств системы. Поскольку интерфейсы являются нанообъектами природно присущими как нано-, так и микроструктурированным системам, то получаемая информация даст сведения о химическом составе, транспортных свойствах и реакционной способности гетерофазных наноструктурированных объектов – эвтектических интерфейсов. Одним из путей образования плотных гетерофазных границ является твердофазное растекание оксидов в электрическом поле, называемое электроповерхностным переносом. Настоящий проект направлен на исследование недавно обнаруженного явления интерфейсной кристаллизации, сопровождающего электроповерхностный перенос оксидов через эвтектические интерфейсы типа WO3|Ме2/nn+WO4. В настоящем проекте методами SEM-EDA и TEM, ESCA было изучено влияние природы оксидов, характера их химической связи, поверхностной энергии и природы проводимости на природу, структуру, состав и морфологию фаз, образующихся на интерфейсах в процессе электроповерхностного переноса. Построена модель процессов, сопровождающих явление электрокристаллизации. Тематика проекта соответствует п. 2 перечня приоритетных научных направлений и пп. 15, 17 перечня критических технологий РФ и направлению «Химия твердого тела, как основа неорганического материаловедения» программы развития УрФУ.

Problem of investigation of nature and mechanism of interactions that take place in oxide composite object is difficult owing to obvious experimental difficulties. Nevertheless there is and other approach – the complex study of the systems with high density of heterophase boundaries and subsequent isolation of boundaries properties contribution from summary properties of system under investigation. Since the interphases are nano-objects, then obtained information is a source of data about chemical composition and reactivity of heterophase nano-structured objects – eutectic interphases. So called electrosurface transfer – solid state spreading of oxides under electrical field application, is one of the ways of dense heterophase boundaries formation. The given project is aimed on investigation of electrosurface crystallization phenomenon, recently detected. This phenomena accompanies electrosurface transfer across the eutectic interphases of type WO3|Ме2/nn+WO4. By SEM-EDA and TEM, ESCA techniques it was studied the effect of oxides nature, character of chemical bonding, surface energy and conductivity nature on nature, composition and morphology of phases that firms on interphases during electrosurface transfer. The model of processes that accompanies electrocrystallization phenomenon was proposed. The theme of this project corresponds to p.2 of the list of priority science directions and to pp. 15, 17 of the critical technologies RF and to the direction “Solid State Chemistry as basement of inorganic material science” of UrFU program of development.