Васильків О. О. Фізико-хімічні принципи інженерії оксидних нанодисперсних порошкових систем як основи створення кераміки нового покоління

Роботу присвячено вирішенню актуальної науково-технічної проблеми - створенню фізико-хімічних принципів контрольованих процесів синтезу нанодисперсних багатокомпонентних оксидних порошкових систем на основі визначення закономірностей і розробки методологій інженерії мультикомпонентних нанореакторів із нестабільних прекурсорів; встановленню закономірностей дії механізмів агломерування в умовах хімічного синтезу нанопорошків та термічно-активованих процесів синтезу, кальцинації, гомогенізації, а також збереження наноструктури в умовах формування і спікання. Обґрунтовано та реалізовано новий підхід до планування синтезу нанодисперсних оксидних порошків, який дозволяє надійно уникнути неконтрольованої агломерованості - головної проблеми всіх традиційних процесів наносинтезу - і забезпечити створення порошків, що складаються з однорідних за морфологією та розмірами (30-40 нм) наноагрегатів. Запропоновано концепцію створення in situ мікро-/нанореакторів, в яких реалізуються термічно активовані процеси зародження і росту нових фаз та сполук. Нанореакторами є агрегати комплексних проміжних сполук, метастабільних продуктів незавершеного синтезу або агрегати складних оксидів при їх насиченні розчинами інших сполук або вживленні інших компонентів. При наступній неізотермічній кальцинації твердофазні реакції локалізуються в тих самих нанореакторах, що забезпечує спадковість структури кінцевого нанодисперсного продукту. Введення механічної та субмеханічної дії в хімічні процеси, зокрема сонолізу та нановибухової кальцинації, значно розширило можливості керованої хімічної технології. Показано ефективність розробленої вперше реалізованої в роботі нановибухової деагломерації попередньо створених нанореакторів, одним із компонентів яких є однорідно диспергована в кожному реакторі високоенергетична сполука. Це дозволило отримати однорідно агреговані нанорозмірні порошки низки мультиметалічних оксидів та кераміко-металічних нанокомпозитів, які не синтезуються в нанодисперсному стані традиційними методами. Створені каталізатори застосовуються в гідрогенації пентенової кислоти.