Синтез, строение, физико-химическое исследование и применение некоторых соединений со структурой апатита

• Автор: Буланов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Введение
Содержание

Глава I. Общие сведения о структуре, свойствах и основных областях применения соединений с общей формулой М115(Ау04)3Г (Мп = Са, вг, Ва, Сё, РЬ; Ау - Р, V, Сг, Мп; Ь
= Г, С1, Вг, I, ОН) (литературный обзор)
1.1. Классификация соединений со структурой апатита
1.2. Структурный тип апатита
1.3. Синтез, физико-химические исследования и основные области применения соединений со
структурой апатита общей формулы МИ5(Ау04)зГ (Мп
Са, вг, Ва, Сё, РЬ; Ау = Р, V, Сг, Мп; Ь = Г, С1, Вг, I, ОН)
1.3.1. Основные методы синтеза
1.3.2. Спектроскопические исследования
1.3.3. Термодинамические и теплофизические исследования
1.3.4. Материалы на основе гидроксиапатита
1.4. Апатиты: перспективные направления исследований 31 Глава II. Экспериментальное исследование
апатитов состава Ми5(Ау04)зГ (М11 - Са, Бг, Ва,
Сё, РЬ; Ау = Р, V, Сг, Мп; Ь = Ь, С1, Вг, I, ОН):
используемые реактивы, методы и аппаратура
II. 1. Объекты исследования
П.2. Выбор и классификация используемых реактивов
II.3. Используемые методы исследования
11.3.1. Элементный анализ
П.3.2. Порошковая рентгенография
П.З.З. Высокотемпературная рентгенография
11.3.4. Колебательная спектроскопия
П.3.5. Дифференциальная сканирующая калориметрия
П.3.6. Реакционная адиабатическая калориметрия
II.3.7. Вакуумная адиабатическая калориметрия
П.3.8. Атомно-силовая микроскопия
П.3.9. Сканирующая электронная микроскопия
Глава III. Синтез и физико-химическое
исследование соединений со структурой апатита
III. 1. Синтез и рентгенографическое исследование соединений состава М05(АуО4)зГ (Мп = Са, Бг, Ва,
Сё, РЬ; Ау = Р, V, Сг, Мп; Г. - Г, С1, Вг, I, ОН)
III. 1.1. Твердофазный синтез галогенид трифосфатов и галогенид триванадатов катионов М11 (МП = Са, Б г, Ва, Сё, РЬ)
III. 1.2. Твердофазный синтез галогенид тригипохроматов
и галогенид тригипоманганитов М11 (М11 = Са, Бг, Ва)

III. 1.3. Золь-гель синтез гидроксил
трифосфата кальция (гидроксиапатита)
III. 1.4. Твердофазный синтез твердых растворов в бинарных системах РЬ5(Р04)3Р - РЬ5(Р04)3С1,
РЬ5(Р04)3С1 - РЬ5(У04)3С1 и Са5(Р04)3С1 -РЬ5(Р04)3С1
111.2. ИК и КР спектроскопические исследования апатитов 56 Ш.2.1. Фактор-групповой анализ апатитов
с пространственной группой Р63/лг
Ш.2.2. Спектроскопические характеристики
хлорид триванадатов двухвалентных катионов
МП5(У04)3С1 (Мп = Са, 8г, Ва, Сё, РЬ)
Ш.2.3. Спектроскопическое исследование
неорганических пигментов со структурой апатита
111.3. Теплофизические и термодинамические свойства апатитов 70 Ш.3.1. Термическая устойчивость
111.3.2. Полиморфизм
111.3.3. Тепловое расширение апатитов
Глава IV. Экспериментальное построение и термодинамическое моделирование фазовых
диаграмм систем РЬ5(Р04)3Г - РЬ5(Р04)3С1,
РЬ5(Р04)3С1 - РЬ5(У04)3С1, Са5(Р04)3С1 - РЬ5(Р04)3С1
IV. 1. Изучение характера смесимости в твердой
фазе методом порошковой рентгенографии
1У.2. ИК спектроскопическое исследование систем РЬ5(Р04)3Г - РЬ5(Р04)3С1, РЬ5(Р04)3С1
РЬ5(У04)3С1, Са5(Р04)3С1 - РЬ5(Р04)3С1
1У.З. Определение температур фазовых переходов
методом дифференциальной сканирующей калориметрии
1У.4. Калориметрическое исследование систем
РЬ5(Р04)3Г - РЬ5(Р04)3С1, РЬ5(Р04)3С1 - РЬ5(У04)3С1
1У.4.1. Реакционная адиабатическая калориметрия
1У.4.2. Вакуумная адиабатическая калориметрия
IV.5. Термодинамическое моделирование фазовых диаграмм систем РЬ5(Р04)3Г - РЬ5(Р04)3С1,
РЬ5(Р04)3С1-РЬ5(У04)3С1,Са5(Р04)3С1-РЬ5(Р04)3С1
Г лава У. Изготовление материалов на основе гидроксиапатита
V. 1. Исследование гидроксиапатита как основы
материалов для медицинского применения
У.2. Керамика
У.З. Вискеры
Заключение
Выводы
Список литературы

Введение
Актуальность темы
Современный мир не стоит на месте - он находится в постоянном развитии. Для движения вперед важны не только новые идеи, но также отвечающие им по актуальности средства для их реализации. В первую очередь это относится к материалам.
Поиск новых материалов для различных отраслей промышленности ведется постоянно, при этом требования к материалам претерпевают изменения. Если раньше были важны только свойства материалов, необходимые для выполнения какой-либо технологической задачи, то теперь все больше внимания уделяется на возможность использования их в меняющихся внешних условиях, что подразумевает под собой как изменение физических показателей среды (температура, давление и др.), так и наличие химических загрязнителей.
Соединения со структурой апатита известны давно, однако чаще всего они рассматривались как полудрагоценные камни. Только исследования последних двух десятилетий показали их высокий потенциал как основы функциональных материалов для различных отраслей науки и техники. Из исследований минералов, было установлено, что апатиты обладают высокой изоморфной емкостью, причем не только по отношению к катионам, но и по отношению к анионам, что является существенным преимуществом соединений данного класса. Это послужило отправной точкой для работ, связанных с получением различных функциональных материалов со структурой апатита. В настоящее время апатиты применяются для создания лазеров, матриц иммобилизации РАО, костных имплантатов и многих других материалов и приборов. Несмотря на столь широкое использование данных веществ, существуют значительные пробелы в их исследованиях и объяснении их свойств.
К началу выполнения данной диссертационной работы единственным
достаточно полно изученным соединением со структурой апатита являлся

П.З. Используемые методы исследования П.3.1. Элементный анализ
Основным методом элементного анализа твердых тел является рентгеновская флуоресценция. Преимуществом данного метода является возможность прямого элементного анализа с минимальной пробоподготовкой без разрушения образца.
Рис. II. 1. Рентгенофлуоресцентный спектр соединения 8г5(У04)зВг.
Метод основан на детектировании характеристического рентгеновского излучения, генерируемого атомами, входящими в состав образца, при облучении последнего излучением рентгеновской трубки [101] (рис. II. 1). Энергия этого характеристического излучения различна для каждого атома, что дает основу для качественного анализа. Число фотонов характеристического рентгеновского элемента пропорционально его концентрации, что обеспечивает возможность количественного (или полуколичественного) анализа. Для описания связи между интенсивностью характеристических рентгеновских линий и концентрациями элементов в образце использовали модель фундаментальных параметров, позволяющую определять элементный состав без калибровочных кривых. Точность определения состава образцов составляла 2-5 атомных %.
Энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный анализ в данной
диссертационной работе проводили с помощью спектрометра БЫтаёги ЕЭХ-