Анотація до роботи:

Моренко В.В. Фізико-хімічні дослідження системи Y₂O₃-Fe₂O₃-( PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – Фізична хімія. – Донецький національний університет, Донецьк, 2008.

В роботі представлені результати комплексу фізико-хімічних досліджень розчинів гранатоутворюючих оксидів у розплаві PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂. На підставі експериментально отриманих даних показано, що розчини-розплави залізо-ітрієвого граната можна використовувати для одержання монокристалічних плівок і об’ємних монокристалів ферит-гранатів з високим ступенем чистоти, а з розчинів оксиду заліза (III) розчиннику можна одержувати об’ємні монокристали гексаферитів складу (Ba,Pb)Fe₁₂O₁₉.

Установлено, що основні фізико-хімічні параметри дослідженої системи (густина, поверхневий натяг, в’язкість і електропровідність) мають величини характерні для гранатоутворюючих розчинів-розплавів, які використовуються в класичній технології рідиннофазової епітаксії. Однак, добре змочування немагнітної підкладки розведеними розчинами-розплавами, дозволяє використовувати цю систему для одержання монокристалічних плівок ферит-граната за двостадійною технологією рідиннофазової епітаксії.

Побудовано квазібінарні діаграми стану систем: Y₂O₃-(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂), Fe₂O₃-(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) і Y₃Fe₅O₁₂-(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂). Ідентифіковано продукти кристалізації в цих системах. Виконано термодинамічний аналіз побудованих діаграм стану.

1. В роботі вперше виконаний комплекс фізико-хімічних досліджень властивостей високотемпературних розчинів-розплавів із загальним складом Y₂O₃-Fe₂O₃–(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂). Показано, що досліджені розчини-розплави залізо-ітрієвого граната можна використовувати не тільки для одержання монокристалічних плівок, але й для одержання об’ємних монокристалів ферит-гранату. Методом розчин-розплавної кристалізації з розчинів оксиду заліза (III) вирощено об’ємні монокристали гексаферитів, які широко застосовуються в сучасних науковоємних технологіях.

2. Густина, поверхневий натяг і в’язкість розчинів-розплавів гранату зростають зі збільшенням концентрації гранату й лінійно зменшуються з ростом температури. Визначено співвідношення в’язкості, питомого об’єму й електропровідності розплавів. Фізико-хімічні властивості цієї системи (густина, поверхневий натяг, в’язкість і електропровідність) мають величини, характерні для гранатоутворюючих розчинів-розплавів для класичної рідиннофазової епітаксії.

3. Розчини-розплави на основі розчинника PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂ з величиною поверхневого натягу до 0,3 Н/м забезпечують добре змочування поверхні підкладки з немагнітного гранату, що дозволяє використовувати ці системи у двостадійній технології рідиннофазової епітаксії.

4. Аналіз фізико-хімічних властивостей дозволяє віднести досліджувані розчини-розплави до систем з іонною структурою, де основними носіями зарядів є продукти дисоціації розчинника PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂ й комплексні іони гранатоутворюючих елементів (MeO_x^3-2x).

5. Побудовано квазібінарні діаграми стану систем: Y₂O₃-( PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂), Fe₂O₃-( PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) і Y₃Fe₅O₁₂-(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂). Ідентифіковано продукти розчин-розплавної кристалізації в цих системах.

6. Визначено теплоти плавлення розчинника PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂ й гранатоутворюючих оксидів у розчинах-розплавах. Порівняно невисокі значення теплот плавлення гранатоутворюючих оксидів і залізо-ітрієвого гранату свідчать про добру їхню розчинність у розчинах-розплавах.

7. Визначено теоретичні та експериментальні кріоскопічні константи розчинника. Запропоновано схему дисоціації оксидів ітрію й заліза (III) в розчиннику PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂.

Публікації автора:

1. Моренко В.В. Физико-химические свойства гранатообразующих растворов-расплавов [Текст] / В.В. Моренко, А.В. Белый, А.Н. Николаевский // Доповіді Національної академії України. – 2001. – №4. – С.137-141.

2. Моренко В.В. Кинетика кристаллизации монокристаллических пленок гранатов из малосвинцовистых растворов-расплавов [Текст] / В.В. Моренко, А.В. Белый, А.Н. Николаевский // Укр. Хим. Журн. – 2001. – Т.67. – №9. – С.26-29.

3. Моренко В.В. Расчеты на основе диаграмм состояния систем Y₂O₃-Fe₂O₃-(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) [Текст] / В.В. Моренко, А.В. Белый, А.В. Игнатов // Укр. Хим. Журн. – 2004. – Т.70. – №12. – С.80-83.

4. Morenko V.V. Physico-chemical analysis of Fe₂O₃ solution in the melt solution PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂ [Text] / V.V. Morenko, A.V. Belyj // Functional Materials – 2004. – V.11. – №4. – P.789-792.

5. Morenko V.V. Correlations of the multicomponent oxidic melt viscosity with other properties [Text] / V.V. Morenko // Functional Materials – 2006. – V.13. – №4. – P.606-607.

6. Моренко В.В. Некоторые физико-химические свойства растворов-расплавов феррит-гранатов [Текст] / В.В. Моренко, Т.М. Дмитрук, А.В. Белый, А.Н. Николаевский // Вісник Донецького університету, сер.А: природничі науки. – Вип.2.– 1998. – С.115-118.

7. Моренко В.В. Фазообразование в системе Y₂O₃-Fe₂O₃-S(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) [Текст] / В.В. Моренко, А.В. Белый // Вісник Донецького університету, сер.А: природничі науки. – Вип.1.– 2001. – С.175-179.

8. Morenko V. The investigation of thermodynamic properties of YAG-(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) melts crystals [Text] / Morenko V., Belyj A.: science works of VI International School-Conference “Phase diagrams in material science” (Kyiv, 14-20 October 2001.) / National Academy of Sciences of Ukraine, Ministry of Education and Science, Ukraine Chemical Society. – Kyiv, 2001. – P. 108.

9. Morenko V.V. Physicochemical investigation of iron-yttrium garnet solutions in the PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂ melt [Text] / Morenko V.V., Belyj A.V., Nikolaevsky A.N. : science works of International conference «Modern Phisycal Chemistry for Advanced Materials (MPC07)» (Kharkiv, June 26-30 2007) / National Academy of Sciences of Ukraine, V.N. Kazarin Kharkiv National University – Kharkiv, 2007. – P. 281-282.

10. Николаев Е.И. Монокристаллические пленки ЖИГ. Механизм кристаллизации и магнитные свойства [Текст] / Николаев Е.И., Макарова Н.Г., Николаевский А.Н., Моренко В.В.: зб. текстов выступлений на VI научном семинаре «Физика магнитных явлений» (Донецк, 24-29 мая 1993 г.) / Академия Наук Украины. – Донецк, 1993. – С.185.

11. Николаев Е.И. Перекристаллизация поверхности подложки как стадия эпитаксии монокристаллической пленки гадолиний-галлиевого граната [Текст] / Николаев Е.И., Макарова Н.Г., Моренко В.В.: зб. текстов выступлений на XII Международном симпозиуме «Тонкие пленки в электронике» (Харьков, 23-27 апреля 2001 г.) / Министерство Образования и Науки Украины, Национальная Академия Наук Украины, Российская Академия Наук. – Харьков, 2001. – С.215-217.

12. Макарова Н.Г. Физико-химия получения подслоя ЖИГ в двухслойных структурах феррит-гранатов [Текст] / Макарова Н.Г., Моренко В.В., Николаевский А.Н.: тезисы докладов Вуз. конф. проф.-преп. состава: химия, биология (Донецк, апрель 1995 г.) – Донецк, 1995. – С.24-25.

13. Макарова Н.Г. Фазообразование в системе S(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂)-Y₂O₃-Fe₂O₃ [Текст] / Макарова Н.Г., Моренко В.В., Николаевский А.Н.: тезисы докладов Вуз. конф. проф.-преп. сост.: химия, биология (Донецк, апрель 1995 г.)– Донецк, 1995. – С.26-27.

14. Макарова Н.Г. Кристаллизация железо-иттриевого граната (ЖИГ) из расплавов Y₃Fe₅O₁₂-S(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) [Текст] / Макарова Н.Г., Моренко В.В., Николаевский А.Н.: тезисы докладов Вуз. конф. проф.-преп. состава: химия, биология (Донецк, апрель 1995 г.) – Донецк, 1995. – С.28-29.

15. Макарова Н.Г. Растворение монокристаллов гадолиний-галлиевого граната (ГГГ) в растворах-расплавах Y₂O₃-Fe₂O₃-S(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) [Текст] / Макарова Н.Г., Моренко В.В., Николаевский А.Н.: тезисы докладов Вуз. конф. проф.-преп. состава: химия, биология (Донецк, апрель 1995 г.) – Донецк, 1995. – С.30-31.

16. Моренко В.В. Дослідження фізико-хімічних властивостей розчинів-розплавів, що схильні до переохолодження [Текст] / Моренко В.В., Дмитрук Т.М., Білий О.В.: зб. наук. праць VII наукової конференції «Львівські хімічні читання-1999» (Львів, 27-28 травня 1999 р.) / Львівський держ. ун-т. ім. Івана Франка. – Львів, 1999. – С.119.

17. Моренко В.В., Николаевский А.Н. Фазообразование в системе S(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) [Текст] / Моренко В.В., Николаевский А.Н.: зб. наук. праць симпозіуму «Сучасні проблеми каталізу» (Донецьк, 31серпня-3 вересня 2000 р.) / Укр. хім. тов., Міністерство Освіти і Науки України, Київський нац. ун-т, Донецький держ. ун-т. – Донецьк, 2000 – С.85.

18. Дигаленко Р.В. Кинетика кристаллизации и травления в высокотемпературных растворах-расплавах [Текст] / Дигаленко Р.В., Моренко В.В.: зб. науч. трудов Межд. конф. студ. и асп. по фунд. наукам «Ломоносов-2000», Секция Химия (Москва, 12-15 апреля 2000г.) / Московский гос. ун-т им. М.В. Ломоносова – Москва, 2000. – С.233.

19. Моренко В.В. Леткість та корозійна активність гранатоутворюючих розплавів [Текст] / Моренко В.В., Білий О.В., Ніколаєвський А.Н.: зб. наук. праць VIII наукової конференції «Львівські хімічні читання-2001» (Львів, 24-25 травня 2001р.) / Львівський держ. ун-т. ім. Івана Франка. – Львів, 2001. – С. Ф46.

20. Моренко В.В. Термодинамические расчеты на основе диаграммы плавкости системы Fe₂O₃-(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) [Текст] / Моренко В.В., Белый А.В., Николаевский А.Н., Косенко Т.С.: зб. наук. праць Міжн. симпозіуму “Сучасні проблеми фізичної хімії” (Донецьк, 31серпня-2 вересня 2002 р.) / Міністерство Освіти і Науки України, Відділення хімії НАН України, Укр. хім. тов., Донецький нац. ун-т. – Донецьк, 2002. – С.142.

21. Моренко В.В. Физико-химический анализ системы Y₂O₃-Fe₂O₃-(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) [Текст] / Моренко В.В., Белый А.В., Николаевский А.Н.: зб. наук. праць Міжн. конференції “Сучасні проблеми фізичної хімії” (Донецьк, 30 серпня - 2 вересня 2004 р.) / Міністерство Освіти і Науки України, Відділення хімії НАН України, Укр. хім. тов., Донецький нац. ун-т. – Донецьк, 2004. – С.167.

22. Моренко В.В. Термодинамические и криоскопические расчеты на основе диаграмм состояния Y₂O₃-Fe₂O₃-(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) [Текст] / Моренко В.В.: зб. текстів виступів на Наукової конференції Донецького національного університету за підсумками науково-дослідної роботи за період 2003-2004рр. (Серія хімічних наук) ( Донецьк, 18-21 квітня 2005 р.) / Міністерство Освіти і Науки України, Донецький нац. ун-т. – Донецьк, 2005. – С.16.

23. Моренко В.В. Выращивание монокристаллических ферритов по раствор-расплавному методу [Текст] / Моренко В.В., Белый А.В., Николаевский А.Н., Макарова Н.Г.: зб. трудов Научно-исследовательской конференции «Процесс и технологии использования отходов химического производства» 2-ой специализированной выставки «Химия-2005» (Донецк, 24-27 мая 2005 г.) – Донецк, 2005. – С. 54-55.

24. Моренко В.В. Физико-химические исследования растворов-расплавов Y₂O₃-Fe₂O₃–(PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂) [Текст] / Моренко В.В.: зб. докладів конференції Донецького нац. ун-ту за підсумками науково-дослідної роботи за період 2005-2006 рр. Серія хімічних наук (Донецьк, 19-20 квітня 2007 р.) – Донецьк, 2007. – С.90-94.

25. Моренко В.В. Физико-химические свойства и фазообразование в растворах-расплавах на основе растворителя PbO-B₂O₃-BaO-BaF₂ [Текст] / Моренко В.В., Белый А.В., Николаевский А.Н.: зб. текстів виступів на III Міжнародної конференції „Сучасні проблеми фізичної хімії” до 70-річчя Донецького національного університету (Донецьк, 31 серпня – 3 вересня 2007 р.) / Національна Академія Наук України, Міністерство Освіти і Науки України – Донецьк, 2008. – С.157.