Институт химии силикатов РАН

Лаборатория покрытий (ЛП)

 

Главная задача лаборатории: Развитие представлений химии высокотемпературных процессов

Основные научные направления:

  1. Механизмы межфазных взаимодействий при высоких температурах в многокомпонентных системах. Моделирование процессов с точки зрения двойных и тройных взаимодействий. Выбор оптимальных режимов формирования новых материалов и покрытий.
  2. Кинетические и термодинамические особенности химических процессов в силикатных и солевых расплавов при температурах 800–1200 °С. Реакционно-связанные покрытия и композиты.
  3. Проблемы управления поверхностными свойствами покрытий. Градиентные покрытия.
  4. Релаксационные процессы в системе «подложка–покрытие», влияние процессов фазообразования и фазовой дифференциации.
  5. Проблема наномира, роль первых стадий химических реакций в образовании наночастиц.

Реализация результатов НИР:

  • Разработка методов синтеза оксидных соединений и композитов для электроники и машиностроения, в том числе с использованием нанотехнологий. Характеризация свойств соединений и композитов – антикоррозионные и электрофизические свойства, структура и ее влияние на свойства.
  • Разработка методов синтеза пленочных носителей на силикатной и цирконатной основе, содержащих в своем составе функциональные группы (одностадийный синтез наноразмерных оксидных материалов для электроники и машиностроения)
  • Создание нового поколения органосиликатных материалов и покрытий, Градиентные и самоочищающиеся покрытия. Высокотемпературные органосиликатные композиции и покрытия, клеи, герметики.
  • Разработка методов синтеза реакционно связанных материалов и покрытий на углеродные материалы и металлы.
  • Разработка релаксационной модели устойчивости нанокомпозитов.

Приборное обеспечение:

  • Атомно-силовая микроскопия
  • Электронная микроскопия
  • Локальный рентгеновский анализ
  • Высокотемпературные термостаты, печи, терморегуляторы.
  • Приборы для определения поверхностных свойств покрытий

Практические вопросы, решаемые в лаборатории:

  • формирование реакционно-связанных беспористых покрытий на железо, титан, и их сплавы. Покрытия устойчивы к действию кислот, щелочей и агрессивных сред до 800 °С;
  • формирование покрытий на графит;
  • органосиликатные композиции и покрытия функционального назначения;
  • наноразмерные оксидные соединения на основе титанатов;

Заведующий лабораторией – чл.-корр. РАН Жабрев Валентин Александрович.
Область научных интересов – кинетика межфазных взаимодействий, многокомпонентная диффузия, процессы массопереноса в нерегулярных средах процессы самоорганизации в химических реакциях.

Тематические группы:

1. Группа высокотемпературных процессов
Область научных интересов – кинетика окисления интерметаллических соединений и защитные покрытия для неметаллических материалов.
Старший научный сотрудник, д.х.н. Баньковская Инна Борисовна.
Научный сотрудник Коловертнов Д.В.


2. Группа релаксационных процессов в композиционных материалах
Область научных интересов – релаксационные процессы в аморфных металлах и сплавах.
Ведущий научный сотрудник, д.х.н. Гончукова Наталья Олеговна.
Научный сотрудник, канд.хим. наук Ратушняк С.Л.

3. Группа кинетических и термодинамических закономерностей химических и термодинамических процессов в оксидных расплавах
Область научных интересов – многокомпонентная диффузия в стеклах и стеклообразующих расплавах.
Ведущий научный сотрудник, д.х.н. Свиридов Сергей Иванович.
Научный сотрудник, к.х.н. Тюрнина Н.Г.
Научный сотрудник, к.х.н. Тюрнина З.Г.


4. Группа сольватотермического синтеза оксидных композитов
Область научных интересов – закономерности межфазных взаимодействий в солевых и оксидных расплавах, синтез наночастиц Ведущий научный сотрудник, к.х.н. Ефименко Людмила Павловна.
Старший научный сотрудник, к.т.н. Сазонова Мария Васильевна.
Научный сотрудник, к.х.н. Барышников В.Г.
Научный сотрудник Пугачев К.Э.
Ведущий инженер Быков В.Н.
Инженер Пламадяла Н.В.


5.Группа органосиликатных композиций и покрытий
Область научных интересов – закономерности формирования и деградации органосиликатных покрытий, клеев, герметиков
Ведущий научный сотрудник, к.х.н. Чуппина Светлана Викторовна.
Младший научный сотрудник Михайлиди М.М.
Инженер Круглова О.В.
Ст. лаборант Аммон Л.Ю.

     Свойства отвержденных покрытий (Пк)

 Теплостойкость, °С
 длительно
 кратковременно
 
 300–700
 1200 и более
 Прочность при ударе по ГОСТ 4765, Н·см (кГс·см)
 Прочность при изгибе по ГОСТ 6806, мм
 250 – 500 (25–50)
 3–15
 Твердость по ГОСТ 5283, усл. ед.  0.4–0.7
 Адгезия к стали, алюминию по ГОСТ 15140, (метод решетчатых надрезов), баллы  1–2
 Адгезия к стали по методу нормального отрыва, МПа  2–5
 Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см
 при 20 °С
 при 500 °С
 
 1012 –1015
 до 109
 Электрическая прочность при 20 °С, кВ/мм  10–30 и более
 Тангенс угла диэлектрических потерь  0.008–0.1
 Диэлектрическая проницаемость  3.0–6.0
 Температурный коэффициент линейного расширения в интервале 20 – 300 °С , К-1  (1–2)·10-5
 Теплопроводность, Вт/(м·К)  0.3–0.6
 Удельная теплоемкость, кДж/(кг·К)  0.6–1.5
 Радиационная стойкость в полях β- и γ- излучений
 до поглощенной дозы, Гр (рад)
 в нейтронных полях (паровоздушная среда, 280 °С, срок испытания более 20 тыс. ч),
 интегральная доза, т. нейтр./см2
 то же, более 10 тыс.ч., 150 °С
 
 106 –108
 (108 – 1010)
 1·1014
 1·1021
 Коэффициент рассеянного отражения света Пк,
 белого цвета и светлых тонов
 красного, зеленого, синего, коричневого, оранжевого цветов
 черного цвета
 
 85 – 92
 60 – 80
 50 – 55


6. Группа синтеза нанокомпозитов
Область научных интересов – гидролиз солей с целью получения силикатных и цирконатных пленочных носителей, сольватотермический синтез оксидных соединений
Старший научный сотрудник, к.х.н. Кузнецова Леонора Александровна.
Научный сотрудник Гогаева Н.В.
Инженер – исследователь Михайлова М.А.
Инженер - исследователь Муравьева Ю.Ю.
Инженер Шабаева О.А.
Ведущий инженер Елисеева Н.П.
Инженер Алексеев И.Н.
Инженер Полькин Г.Б.


7. Группа диагностики свойств нанокомпозитов
Решаемые задачи – электрофизические свойства покрытий функционального назначения
Старший научный сотрудник, канд. техн. наук Кузьмин Виктор Александрович.
Ст. лаборант Майоров А.А.