Закономірності утворення фаз і діаграма стану системи B-Mg-MgO при тиску 2 ГПа - Автореферат

Науковий інтерес, спрямований на вивчення термодинамічних процесів, що відбуваються в системі B-Mg-MGO, визначається, в першу чергу, перспективами створення нових надпровідних матеріалів на основі системи Mg-B та покращення експлуатаційних характеристик вже існуючих на сьогоднішній день матеріалів на основі MGB2. Синтез надпровідних матеріалів на основі MGB2 проводять із порошків магнію і бору, зокрема в умовах високих тисків і температур. Актуальність побудови діаграми стану системи B-Mg-MGO визначається необхідністю узгодити накопичені на сьогоднішній день численні експериментальні дані щодо синтезу MGB2 і фазових рівноваг у цій системі для створення фізико-хімічної основи для оптимізації параметрів синтезу надпровідних матеріалів MGB2, що вміщують оксиген. Задачі дослідження включали: вивчення експериментальним шляхом фазових рівноваг в системі B-Mg-MGO під тиском 2 ГПА; термодинамічний розрахунок діаграм плавкості систем B-Mg, Mg-MGO і B-Mg-MGO під тиском 2 ГПА; вивчення закономірностей синтезу матеріалів в досліджуваній системі; вивчення надпровідних і механічних властивостей синтезованих надпровідних матеріалів. Дані про фазові рівноваги та умови утворення боридів в системі B-Mg-MGO при високих тисках і температурах, що були одержані в результаті проведеної роботи, закладають фізико-хімічну основу оптимізації технології синтезу керамічних матеріалів на основі MGB2. та вищих боридів магнію.На момент початку дисертаційної роботи, в літературі були опубліковані діаграми стану систем Mg-MGO, Mg-B і B2О3-MGO при атмосферному тиску, а також системи Mg-B при тиску 4,5 ГПА. Проте нові експериментальні дані виявили протиріччя в побудованій раніше діаграмі стану системи Mg-B при тиску 4,5 ГПА, тому була поставлена задача побудувати діаграму стану системи Mg-B при тиску 2 ГПА із урахуванням останніх експериментальних даних. Діаграми стану систем B-B2О3 і B2О3-MGO, що описані в літературі, використовувались в даній роботі без змін. Суміші порошків магнію, бору, оксиду магнію і оксиду бору нагрівали до температури 600-1200 ОС при тиску 2 ГПА, час витримки складав 1 годину. Для уточнення положення лінії ліквідус на діаграмі стану системи Mg-B при тиску 2 ГПА, було проведено експериментальне визначення температури плавлення суміші досліджуваних компонентів поблизу точки евтектики.

Основний зміст роботи

1. Туркевич В.З. Диаграмма состояния системы Mg-O при давлении 2 ГПА / Туркевич В.З., Козырев А.В., Нагорный П.А. // Сверхтвердые материалы. - 2008. - №6. - С.81-83. (особистий внесок: проведено термодинамічний розрахунок діаграми стану системи Mg-О при тиску 2 ГПА, участь в обговорені результатів, написання статті).

2. Туркевич В.З. Термодинамический расчет диаграммы плавкости системы Mg-MGO-B при давлении 2 ГПА / Туркевич В.З., Козырев А.В. // Сверхтвердые материалы. - 2009. - №2. - С.12-16. (особистий внесок: проведено термодинамічний розрахунок діаграми стану системи Mg-MGO-B при тиску 2 ГПА, участь в обговорені результатів, написання статті).

3. Закономерности образования фаз в системе Mg-MGO-B при давлении 2 ГПА / Козырев А.В., Прихна Т.А., Туркевич В. З [та ін.] // Украинский Химический Журнал - 2010. - Т.76, №4 - С.102-106. (особистий внесок: синтезовано зразки матеріалів системи В-Mg-MGO при тиску 2 ГПА, проаналізовано структуру і фазовий склад одержаних матеріалів, сформульовано висновки відносно закономірностей утворення фаз в системі Mg-MGO-B при тиску 2 ГПА, участь в обговорені результатів, написання статті).

4. Formation of Higher Borides During High-Pressure Synthesis and Sintering of Magnesium Diboride and their Positive Effect on Pinning and Critical Current Density / Tatiana. Prikhna, Wolfgang Gawalek, Artem Kozyrev [et al.] // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, v.9, No3, Part III, 2009, p.2780-2783. (особистий внесок: проведено експериментальне дослідження впливу параметрів синтезу на надпровідні властивості матеріалів системи Mg-B).

5. Nanostructural Superconducting Materials for Fault Current Limiters and Cryogenic Electrical Machines / Prikhna T. A.; Gawalek W., Kozyrev A. V. [et al.] // ACTA PHYSICA POLONICA A. - 2010. - Vol.117, №1 - Р.7-14. (особистий внесок: встановлено параметри синтезу матеріалу, що містить значну кількість включень фаз вищих боридів).

6. Inclusions of higher borides (MGB12 or MGB7) as possible pinning centers in high pressure-high temperature and HOT-pressure manufactured magnesium diboride / Prikhna T. A., Gawalek W., Kozyrev A. V. [et al.] // Proceedings of conference HIGHMATTECH 2007 (Kiev, October 12-16, 2007) - Kiev. - 2007. - р.240.

7. High pressure and hot-pressing manufactured magnesium diboride, the inclusions of higher borides as possible pinning centers in the material / Prikhna T. A., Gawalek W., Kozyrev A. V. [et al.] // Fifth Japanese-Mediterranean Workshop on Applied Electromagnetic Engineering for Magnetic Superconducting and Nano Materials, (Larnaca, Cyprus, 16-19 Sept. 2007). - 2007. - р.7-8.

8. Effect of inhomogeneities of nanostructural magnesium diboride and SIC adding on critical current density / Tatiana Prikhna, Artem Kozyrev, Wolfgang Gawalek [et al.] // E-MRS 2008 Fall Meeting (Warsaw, Poland, September 17-19 2008) - 2008. - p. 205.

9. Козырев А.В. Закономерности образования фаз в системе Mg-MGO-B при давлении 2 ГПА / Козырев А.В. // VII Всеукраїнська конференція молодих вчених і студентів з актуальних питань хімії (Дніпропетровськ.1-4 червня 2009) - 2009. - С.103.

10. Higher borides and oxygen-enriched Mg-B-O inclusions as possible pinning centers in nanostructural magnesium diboride; the influence of additives on their formation / Prikhna T., Gawalek W., Kozyrev А. [et al.] // Abstracts for Sixth International Conference in School Format on Vortex Matter in Nanostructured Superconductors (VORTEX VI) (Rhodes, Greece, 17-24 September 2009) - 2009. - p.171.

11. Туркевич В.З. Формирование фаз влияющих на сверхпроводимость в системе Mg-B при давлении 2 ГПА / Туркевич В.З., Прихна Т.А., Козырев А.В. // Синтез, спекание и свойства сверхтвердых материалов. - Киев 2010. - С.11-13.

12. Туркевич В.З. Термодинамический расчет диаграммы плавкости системы Mg-MGO-B при давлении 2 ГПА / Туркевич В.З., Козырев А.В. // Синтез, спекание и свойства сверхтвердых материалов. - Киев 2010. - С.180.