Научно-исследовательская и инновационная деятельность

Завершенные проекты
Незавершенные (выполняемые) проекты
Научно-технические разработки
Перечень проектов, выполненных в 2001-2010 гг.

Завершенные проекты

ГБ 11-138, ГБ 11-139 "Разработка и исследование новых эффективных мультиферроиков (сегнетомагнетиков) с гигантским магнитоэлектрическим эффектом на основе твердых растворов феррита висмута и перспективных термоэлектриков на основе слоистых кобальтитов". Руководители: профессор Л.А.Башкиров, доцент А.И.Клындюк. Титульный лист Реферат
ГБ 11-031 "Влияние замещения кобальта на свойства производных слоистого кобальтита натрия". Руководитель: Н.С.Красуцкая. Титульный лист Реферат
ФФ 12-073 "Разработка эффективных термоэлектриков на основе слоистого кобальтита натрия". Руководитель: Н.С.Красуцкая. Титульный лист Реферат
ФФ 10-068 "Разработка эффективных термоэлектриков на основе плюмбатов бария-стронция со структурой перовскита". Руководитель: доцент Е.А.Чижова. Титульный лист Реферат
ГБ 11-111 "Разработка и исследование физико-химических свойств твердых растворов на основе галлатов, индатов редкоземельных элементов со структурой перовскита для электронной техники и химической промышленности". Руководитель: профессор Л.А.Башкиров. Титульный лист Реферат
ГБ 12-010 "Физико-химические свойства твердых растворов скандатов гадолиния-лантана Gd1-xLaxScO3 со структурой перовскита как материалов электронной техники". Руководитель: И.Н.Кандидатова. Титульный лист Реферат

Незавершенные (выполняемые) проекты

ГБ 14-146 "Разработка и исследование неоднородных термоэлектриков на основе слоистых кобальтитов". Руководитель: доцент А.И.Клындюк.
ФФ 13-071 "Разработка и исследование  новых  мультиферроиков  на  основе  нано-  и  макроразмерных  перовскитных оксидов".  Руководитель: доцент А.И.Клындюк.
ФФ 14-413 "Синтез и исследование термоэлектрических материалов с фазовой неоднородностью на основе слоистого кобальтита кальция". Руководитель: к.х.н. И.В.Мацукевич.
ФФ 14-412 "Синтез и исследование фотолюминесцентных и магнитных свойств твердых растворов на основе индата лантана со структурой перовскита, легированного ионами-активаторами Pr3+, Nd3+, Sm3+, как фотолюминофоров для изготовления светодиодов белого света". Руководитель: профессор Л.А.Башкиров.
ГБ 14-110 "Разработка и исследование фотолюминесцентных и магнитных свойств твердых растворов на основе индата лантана со структурой перовскита, легированного ионами редкоземельных элементов Tb3+, Dy3+ и сенсибилизаторами типа Bi2O3, ABO3 (A – Bi3+, La3+, B – Cr3+, Sb3+), для электронной техники и химической промышленности".  Руководитель: профессор Л.А.Башкиров.

Научно-технические разработки

Оксидный термоэлектрический материал


Перечень проектов, выполненных в 2001-2010 гг.

1. ГБ 26-139 "Разработка и исследование новых материалов на основе ферритов, кобальтитов, никелатов, купратов редкоземельных и щелочноземельных элементов". Руководители: профессор Л.А.Башкиров, доцент А.И.Клындюк.
2. МНТЦ В-625 "Разработка и демонстрация рабочих элементов наиболее актуальных химических сенсоров с прогрессивными характеристиками на базе оксидов металлов, обладающих фазовым переходом металл-полупроводник". Руководитель: профессор Л.А.Башкиров.
3. ФФ 20-066 "Влияние катионного замещения на физико-химические свойства и фазовые переходы слоистых перовскитоподобных феррокупратов типа YBaCuFeO5". Руководитель: доцент А.И.Клындюк.
4. ФФ 23-049 "Совместное изо- и гетеровалентное замещение катионов в различных подрешетках структуры фаз RBaCuFeO5 как способ регулирования их свойств".  Руководитель: доцент А.И.Клындюк.
5. ФФ 26-051 "Легирование перовскитоподобных слоистых оксидов типа RBaCuFeO5 путем создания в них нестехиометрии по катионам". Руководитель: доцент Е.А.Чижова.
6. ГБ 26-128 "Разработка и исследование новых полупроводниковых нанодисперсных материалов со структурой перовскита, перспективных для изготовления химических сенсоров газов". Руководитель: профессор Л.А.Башкиров.
7. ГБ 29-027 "Влияние добавки феррита-алюмината SrFe9.5Al2.5O19 на коэрцитивную силу и другие магнитные характеристики постоянных магнитов из ферритов Sr1-xNdxFe12-xCoxO19 и Sr1-xPrxFe12-xCoxO19". Руководитель: Д.Д. Полыко.


Основное научное направление кафедры в настоящее время сформировано проф. Л.А. Башкировым и относится к области физической химии твердого тела – разработка физико-химических основ синтеза и технологии новых оксидных материалов электронной техники. В рамках этого направления на кафедре проводятся систематические исследования кристаллической структуры и физико-химических свойств различных оксидов металлов и их соединений, среди которых оксидные ферромагнетики, сегнетоэлектрики, высокотемпературные сверхпроводники, термоэлектрики.
В течение 1986–1994 гг. преподавателями (Г.П. Дудчик, Л.Я. Крисько, Т.А. Бутько, А.А. Шершавина) и научными сотрудниками кафедры (С.П. Горбунова, Р.И. Петрашкевич, Ю.Л. Костюшко, А.В. Боровцов) под научным руководством проф. Л.А. Башкирова впервые проведено систематическое изучение взаимной диффузии катионов бария и стронция, кобальта и никеля при взаимном твердофазном растворении ферритов гексагональной структуры, в которых катионы кобальта и никеля перемещаются по узлам октаэдрической подрешетки шпинельных блоков, а катионы бария и стронция – в слоях, разделяющих эти блоки.
Сотрудниками кафедры (Л.А. Башкиров, С.П. Горбунова, Р.И. Петрашкевич, Ю.Л. Костюшко) на основе изучения магнитных свойств твердых растворов ферритов гексагональной структуры, полученных изовалентным и гетеровалентным замещением ионов железа, кобальта, ионами меди, марганца, магния, цинка, титана, олова разработаны новые ферромагнитные материалы, по параметрам, удовлетворяющим требованиям к магнитным средам для вертикальной записи информации и в качестве поглотителей электромагнитных волн СВЧ диапазона.
Полученные результаты заложили научные основы для развития в Республике Беларусь собственного производства магнитных лент, дисков для запоминающих устройств ЭВМ, видео- и радиомагнитофонов, кредитных карточек, магнитных проездных билетов, радиопоглощающего материала. Предложен принципиально новый подход к выбору добавки к порошкам ферритов бария и стронция, приводящей к повышению коэрцитивной силы постоянных магнитов, изготовленных из этих ферритов.
Одновременно и независимо от зарубежных исследований совместно с Институтом физики твердого тела и полупроводников НАН Беларуси предложен и разработан метод контактирующих диффузионных пар получения тонких и толстых слоев оксидных высокотемпературных сверхпроводящих соединений (Л.А. Башкиров). Впервые исследована взаимная диффузия ионов иттрия, гольмия, неодима для двойных систем с непрерывным рядом твердых растворов высокотемпературных сверхпроводящих купратов иттрия, гольмия, неодима (А.В. Боровцов). Разработан золь-гель метод получения мелкодисперсных порошков сверхпроводящих купратов иттрия, некоторых редкоземельных элементов и твердых растворов на их основе из водных растворов ацетатов и цитратов соответствующих металлов (Г.П. Дудчик, Л.Я. Крисько).
Изучена кинетика реакций, протекающих в ходе твердофазного взаимодействия оксидных соединений металлов, приводящего к образованию сверхпроводящих купратов редкоземельных (РЗЭ) и щелочноземельных элементов (ЩЗЭ). Впервые проведены систематические исследования электропроводности и теплового расширения широкого ряда твердых растворов нестехиометричных по кислороду сверхпроводящих купратов РЗЭ и ЩЗЭ, позволившие уточнить влияние кислородной нестехиометрии и степени упорядочения кислородной подрешетки на структуру и свойства этих соединений (А.И. Клындюк, Г.С. Петров, С.В. Масюк).
В результате исследования структуры и свойств родственных сверхпроводящим слоистым купратам кислороддефицитных слоистых феррокупратов РЗЭ и ЩЗЭ была установлена сильная зависимость свойств феррокупратов от природы входящего в их состав РЗЭ, а также показана возможность иерархического структурообразования в твердых растворах на основе этих фаз (за счет упорядочения катионов, расположенных в одной подрешетке базового твердого раствора) (А.И. Клындюк, Е.А. Чижова).
Разработан золь-гель метод получения мелкодисперсных порошков твердых растворов на основе полупроводникового титаната бария, а также твердых растворов манганитов-перовскитов, обладающих большим магниторезистивным эффектом (Т.А. Шичкова, Г.Г. Эмелло).
Разработана концепция использования фазового перехода полупроводник – металл оксидов металлов и их соединений, а также позисторного эффекта полупроводникового титаната бария для создания новых рабочих элементов химических сенсоров газов (Л.А. Башкиров); впервые экспериментально показана перспективность использования перовскитов-кобальтитов, манганитов, феррокупратов для создания химических сенсоров газов; изготовлен ряд рабочих элементов полупроводниковых химических сенсоров газов, пригодных для детектирования следовых количеств различных газов (этанол, диоксан и др.) в атмосфере (Л.А. Башкиров, Г.С. Петров, А.И. Клындюк, С.В. Шевченко, Е.А. Чижова, Л.И. Куницкий). Исследования в области хемосенсорики были проведены в течение 2002—2005 гг. совместно с преподавателями кафедры Х, ТЭХП и МЭТ в рамках проекта, финансируемого Международным научно-техническим центром (МНТЦ, г. Москва).
Впервые изучен ряд квазидвойных систем манганитов со структурой перовскита, в которых в качестве исходных веществ (компонентов) используются ферромагнитные твердые растворы манганитов, обладающие большим магниторезистивным эффектом, что позволяет получать твердые растворы манганитов сложного состава с более высокой гомогенностью, чем при их синтезе по общепринятой керамической методике (Л.А. Башкиров и др.).
С 2003 г. на кафедре также проводятся исследования в области молекулярной динамики формирования и трансформации углеродных наноструктур: расчеты динамики взаимодействия низкомолекулярных углеродных компонентов с нанотрубками, определение основных каналов взаимодействия и их эффективных сечений; вычисление на основе результатов молекулярно-динамических расчетов кинетических параметров реакций в системах нанотрубка – низкомолекулярные углеродные компоненты (Л.И. Красовская, Д.И. Кушель).
С 2005 г. на кафедре проводятся исследования термоэлектрических свойств слоистых и перовскитных оксидов, направленные на разработку новых оксидных термоэлектриков, перспективных для использования в качестве компонентов высокотемпературных термоэлектрогенераторов, а также термоэлектрических холодильников (А.И. Клындюк, Е.А. Чижова, Н.С. Красуцкая).
Ежегодно на кафедре выполняется в среднем около пяти научно-исследовательских работ, одна из которых выполняется всеми преподавателями за счет второй половины рабочего дня, а остальные финансируются из средств госбюджета Республики Беларусь в рамках различных государственных программ, а также по грантам Министерства образования РБ и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований.
За период с 2005 по 2011 год сотрудниками кафедры опубликовано более 250 научных работ в периодических научных изданиях РБ, стран СНГ и дальнего зарубежья, а также в сборниках материалов различных научных и научно-технических конференций.
Научные исследования на кафедре физической и коллоидной химии проводятся в рамках Перечня приоритетных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь на 2011-2015 годы (Постановление Совета Министров Республики Беларусь 19.04. 2010 г. № 585) и перечня государственных программ научных исследований на 2011-2015 годы (Постановление Совета Министров Республики Беларусь 09. 06. 2010 г. № 886):
ГПНИ «Химические технологии и материалы». Подпрограмма «Химические технологии, реагенты и материалы». Задание 1.25 «Разработка и исследование физико-химических свойств твердых растворов на основе галлатов, индатов редкоземельных элементов со структурой перовскита как новых перспективных материалов для электронной техники и химической промышленности».
ГПНИ «Функциональные и машиностроительные материалы и технологии, наноматериалы и нанотехнологии в современной технике (функциональные и машиностроительные материалы, наноматериалы)». Подпрограмма «Кристаллические и молекулярные структуры». Задание 1.02. «Исследование физических свойств магнитных, сегнетоэлектрических, и полупроводниковых наноструктурных пленочных материалов и разработка на их основе перспективных устройств для электронной и микроэлектронной техники».
По этим же научным направлениям выполнялись еще 2 темы НИР, одна из которых финансировалась БРФФИ, другая – по гранту Министерства образования Республики Беларусь для выполнения НИР аспирантами вузов.
Всего на кафедре выполняется 6 тем, включенных в план НИР БГТУ на текущий год:
Научное направление, в соответствии с которым проводились работы, определяется Программой развития УО «Белорусский государственный технологический университет» на 2011-2015 гг., Раздел 3.3. Научная и инновационная деятельность (табл. 3.18): Разработка физико-химических основ направленного синтеза новых оксидных материалов, ресурсо- и энергосберегающих технологий получения неорганических веществ, композиционных материалов и оборудования технического, строительного и агрохимического назначения. По направлению данного раздела решались как фундаментальные, так и прикладные проблемы: разработка физико-химических основ синтеза и технологии новых ферромагнитных, сегнетомагнитных и высокотемпературных сверхпроводящих материалов электронной техники; разработка способов получения и исследование свойств слоистых кобальтитов и плюмбатов металлов, пригодных для использования в качестве компонентов высокотемпературных термоэлектрогенераторов. Объектами исследования являлись оксиды металлов и их соединения, обладающие в твердом состоянии особыми магнитными, электрическими, каталитическими, термоэлектроконверсионными и другими свойствами, благодаря чему они могут найти широкое применение в электронной технике, включая радиотехнику, технику СВЧ, вычислительную технику, устройства записи звука и изображения, в процессах преобразования теплоты в электричество, а также в химической промышленности.
Исследовались фазовые превращения в системах сложных оксидов различных металлов с различной структурой, в том числе новые сегнетомагнетики (мультиферроики), изучались их кристаллическая структура, электрические и магнитные свойства, тепловое расширение, термоэлектрические свойства, ИК-спектры и другие физико-химические свойства.