Des experts de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI ont amélioré une méthode de synthèse d'oxydes complexes. Il en résultera des matériaux dotés des meilleures propriétés pour créer des matrices de recyclage des déchets radioactifs et des revêtements céramiques résistants à la chaleur. En outre, les nouveaux matériaux peuvent servir de revêtements résistants à la chaleur dans les moteurs et les turbines d'avion.

Au cours des dernières années, les chercheurs ont étudié les oxydes complexes dans le Ln 2 O 3 -MO 2 systèmes où Ln désigne les terres rares, avec M représentant un élément du sous-groupe du titane. Les scientifiques s'intéressent au phénomène de transition de phase pour une conversion de "l'ordre" au "chaos". Ce phénomène concerne la position des atomes à l'intérieur des réseaux cristallins.

Comme règle, les articles de recherche fournissent des données obtenues lors d'études sur la structure et les propriétés du Ln cristallisé 2 M 2 O 7 composés, obtenu à l'aide d'un procédé de synthèse en phase solide à haute température. Dans ce cas, les scientifiques s'intéressent à la transition du composé amorphe vers un état cristallin.

Selon les auteurs du document de recherche, cette méthode rend impossible la collecte de données sur la formation des structures nanocristallines et leur évolution.

Les chercheurs du MEPhI ont utilisé une autre méthode de synthèse basée sur la cuisson a priori de précurseurs amorphes de futures substances obtenues par dépôt de solutions métal-sel, à différentes températures.

"Nous avons observé le processus de modification de la structure atomique et électronique des oxydes complexes susmentionnés au cours de l'évolution, ainsi que l'évolution des substances amorphes en structures nanocristallines et cristallines, pour la première fois, " a déclaré le professeur Alexei Menushenkov du Département de physique du solide et de nano-systèmes. " Nous avons prouvé que la spectroscopie d'absorption des rayons X et la spectroscopie de dispersion combinée sont sensibles aux changements de structure électronique et atomique dans les oxydes complexes, selon le type de terres rares et les modes de préparation, " il ajouta.

L'utilisation de recherches uniques et de méthodes combinées est devenue un aspect important de ce travail. Les scientifiques ont utilisé la méthode de spectroscopie d'absorption des rayons X et la diffraction des rayons X impliquant le rayonnement synchrotron, la méthode combinée de spectroscopie de dispersion et de spectroscopie infrarouge, Microscopes électroniques à balayage à rayons X avec fonctions d'analyse de dispersion d'énergie et d'analyse thermogravimétrique.

Une combinaison de ces méthodes compliquées et coûteuses nous a fourni des données sur les structures changeantes des cations et des anions d'une substance. Des méthodes supplémentaires ont été utilisées pour analyser les échantillons de substances.

Les chercheurs ont utilisé des méthodes de structure fine d'absorption de rayons X étendue (EXAFS) et de structure d'absorption de rayons X près des bords (XANES) pour étudier les changements dans la structure atomique et électronique d'un matériau à la station BM08 (LISA) de l'installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF). ) à Grenoble, La France, dans le cadre du projet HC-3039 pour l'utilisation d'émetteurs de faisceaux, avec l'équipe de Menushenkov remportant un appel d'offres et obtenant l'autorisation de les utiliser.

Selon les scientifiques, les résultats du projet sont importants pour la recherche fondamentale et dans le contexte de l'obtention de propriétés optimales d'oxydes complexes pour diverses applications pratiques. Les nouveaux matériaux céramiques peuvent être utilisés pour réaliser des revêtements de protection thermique, matrices pour le recyclage des déchets radioactifs et pour les éléments combustibles à l'état solide. Il est également possible de les utiliser pour fabriquer des matériaux absorbant les neutrons dans les réacteurs nucléaires.