В Санкт‑Петербургском госуниверситете исследовали кристаллические структуры и термические переходы бариевых полевых шпатов. Ученые определили, как они могут разрушаться в экстремальных условиях. Исследование позволит повысить качество и долговечность керамических материалов, так как бариевые полевые шпаты часто применяют в промышленности, сообщили в пресс-службе СПбГУ.
Полевые шпаты — одни из самых распространенных минералов земной коры. Бариевые полевые шпаты (минералы с общей формулой BaAl2Si2O8) и их синтетические аналоги широко используются в промышленности.
По словам ученых университета, материалы на основе BaAl2Si2O8 при эксплуатации постепенно деградируют и разрушаются — это связано с большим количеством температурных фазовых переходов. При этом кристаллические структуры их высокотемпературных модификаций до недавнего времени изучены не были.
Именно эти знания позволяют понять, как и из‑за чего разрушаются минералы, а также найти способы улучшения качества и долговечности различных керамических материалов на основе BaAl2Si2O8. Почти за 70 лет изучений процессов накопился ряд несогласующихся между собой данных. Комплекс современных методов и высокотехнологичного оборудования Научного парка СПбГУ позволил ученым Университета впервые достоверно определить кристаллические структуры всех высокотемпературных модификаций бариевых полевых шпатов и проследить пути их преобразования.
«Долговечность материалов (в первую очередь керамики) на основе бариевого полевого шпата сильно зависит от фазовых переходов между низко- и высокотемпературными модификациями. В нашей работе был использован комплекс современных методов исследования, таких как рентгеноструктурный анализ и спектроскопия комбинационного рассеяния при высоких температурах (до 1000 ⁰С)», — рассказала первый автор статьи, доцент СПбГУ (кафедра кристаллографии) Людмила Горелова.
Научная группа кристаллографов вуза планирует продолжить изучение других представителей семейства полевого шпата при экстремальных условиях, так как более полные знания о структурных преобразованиях позволят лучше понять механизмы разрушения керамических материалов и выбрать оптимальные температуры работы с керамиками, а также пути их отжига.
«Мы надеемся, что помимо фундаментальных кристаллохимических проблем сможем дать ответы и на прикладные вопросы, чтобы наши исследования помогли в разработке и усовершенствовании новых материалов на основе полевого шпата», ― отметила Людмила Горелова.
Результаты работы, поддержанной грантом РНФ, опубликованы в Journal of the European Ceramic Society.
