Журнал «РАСПЛАВЫ» №1, январь – февраль 2026

Спектроскопическое исследование особенностей локальной структуры  и динамики ионных ансамблей в эвтектических солевых системах  на основе перхлоратов

Кубатаев З.Ю., Гафуров М.М., Рабаданов К.Ш., Амиров А.М., Ахмедов М.А., Какагасанов М.Г.

Аннотация. В данной статье исследуются особенности локальной структуры и динамики ионных ансамблей в эвтектических солевых системах LiClO₄–KClO₄, LiClO₄–NaClO₄ и LiClO₄–Ca(ClO₄)₂. Авторы используют методы дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) для анализа физико-химических свойств этих систем. Основные результаты исследования включают установление температур плавления для различных перхлоратных систем, которые варьируются от 203.4 до 227.5°C. Эти значения зависят от природы и размера катионов, что связано с электростатическими и стерическими факторами. Анализ спектров КРС выявил изменения в колебаниях перхлорат-аниона в зависимости от состава системы. В частности, добавление двухвалентного катиона кальция приводит к формированию более стабильных структур и увеличению электростатических взаимодействий. Одновалентные катионы натрия и калия оказывают меньшее поляризующее воздействие на перхлорат-анион, что приводит к снижению энергии кристаллической решетки и более низкой температуре плавления. Двухвалентный катион кальция, напротив, усиливает электростатические взаимодействия. Рассчитаны времена колебательной релаксации и дефазировки, а также оценены вклады однородного и неоднородного уширения. Эти данные позволяют глубже понять механизмы формирования структуры и динамики ионных ансамблей. Полученные результаты открывают возможности для создания оптимальных композиционных электролитов и инновационных материалов для электрохимических устройств и сенсоров. В целом, исследование предоставляет ценную информацию о взаимосвязи между структурой, динамикой и физико-химическими свойствами эвтектических солевых систем, что может быть полезно для разработки новых материалов с улучшенными характеристиками.

Ключевые слова: перхлорат лития, эвтектика, перхлорат калия, перхлорат кальция, перхлорат натрия, композиционные твердые электролиты, дифференциально термический анализ, спектроскопия комбинационного рассеяния света

DOI: 10.7868/S3034571526010019

Расплавы. 2026;(1):5-17

Энтропийный анализ теплового излучения твердых сплавов системы Сo–Сr

Косенков Д.В., Сагадеев В.В. 

Аннотация. Тепловое излучение твердых металлических сплавов является критически важным параметром для расчета тепловых режимов и проектирования высокотемпературных узлов в энергетике. Однако прямые экспериментальные данные по излучательной способности для многих перспективных систем, включая сплавы кобальта с хромом (Co–Cr), часто отсутствуют, что создает потребность в разработке надежных методов прогнозирования. Целью данной работы является создание универсального подхода для описания и оценки теплового излучения твердых сплавов системы Co–Cr в широком диапазоне температур и составов на основе термодинамического энтропийного анализа. Методология исследования основана на применении безразмерного комплекса – нормализованной энтропии S/R, где R – универсальная газовая постоянная. Расчет нормальной интегральной излучательной способности εtn выполнялся по приближению Фута, использующему данные по удельному электрическому сопротивлению ρe в интервале 400–1600 К для сплавов с содержанием хрома от 0 до 50 ат. %. Для исключения влияния теплового расширения плотность потока собственного излучения q нормировалась на единицу массы с получением величины q*. Энтропия твердых растворов рассчитывалась в приближении идеального раствора. Ключевым этапом стала нормировка теплового потока на его масштабное значение q₁*, соответствующее фиксированному уровню термодинамического беспорядка (S/R = 7.5), что позволило перейти к безразмерному относительному потоку U. Главным результатом работы является установление универсальной зависимости для всей системы Co–Cr в координатах логарифма нормированного потока от безразмерной энтропии. Все расчетные точки для различных составов и температур группируются вокруг единой обобщающей кривой. Показано, что уровень термодинамического беспорядка в системе, характеризуемый энтропией, является ключевым фактором, определяющим интенсивность теплового излучения. Таким образом, предложенный энтропийный подход позволяет, зная величину q1* для конкретного сплава и значение его энтропии при заданной температуре, оценивать плотность потока теплового излучения с приемлемой для инженерных расчетов точностью, в т.ч. в условиях отсутствия прямых экспериментальных данных.

Ключевые слова: тепловое излучение, твердые металлические сплавы, система

Co–Cr, нормированная энтропия

DOI: 10.7868/S3034571526010024

Прогноз интервала размягчения агломератов на основе комплексного анализа их структуры

Вязникова Е.А., Витькина Г.Ю., Дмитриев А.Н., Катаев В.В., Федоров С.А., Игнатьева Е.В. 

Аннотация. Температурный интервал размягчения железорудного агломерата является одним из ключевых показателей влияния шихтовых материалов на работу доменной печи. Он определяет диапазон температур, при которых изменяется газопроницаемость шихтовых материалов, распределение газов и тепловой режим плавки, что влияет на устойчивость хода доменной печи. Температуры начала и конца размягчения агломератов, кроме химического состава, напрямую связаны со структурно-фазовым составом. Поэтому комплексная оценка структуры, включающая химический, структурный, фазовый анализ, необходима для прогнозирования температурных характеристик размягчения агломератов. В работе исследована структура и фазовый состав агломератов с основностью от 1.2 до 3.0 и изменение фазового состава в процессе восстановления на основе предложенной в работе методики комплексной оценки структуры и фазового состава. Исходные агломераты имеют преимущественно магнетитовую основу, силикатная связка агломератов представлена фазой SFCA с общей формулой М14О20, где М – Ca, Fe, Mg, Al, Si, которая имеет положительное влияние как на прочностные характеристики, так и на восстановимость агломератов, и различными модификациями двукальциевого силиката. Повышение температур начала и конца размягчения в интервале основностей агломератов 1.2–3.0 связано с увеличением количества и состава связующей фазы SFCA. В процессе восстановления структура агломерата преобразуется из магнетитовой в железовюститную или железистую. Связующая фаза SFCA легко восстанавливается с образованием магнетита, геленита, мервинита и двух- или трехкальциевого силиката. Наименьшую температуру размягчения имеют агломераты, восстановленные на 40–60%, что объясняется максимальным содержанием FeO в структуре агломерата. Для улучшения технико-экономических показателей доменного процесса предпочтительно использовать агломерат с основностью 2.0–3.0, восстановленный при подходе к зоне когезии больше чем на 60%.

Ключевые слова: интервал размягчения агломератов, комплексная методика исследования, фаза SFCA, структура, фазовый состав, основность агломератов, доменная печь

DOI: 10.7868/S3034571526010039

Исследование окисления свинцового баббита Б(PbSb15Sn10) с таллием, в твердом состоянии

Ходжаназаров Х.М., Ганиев И.Н., Саидов Ш.Х. 

Аннотация. Свинцовые баббиты, такие как Б(PbSb15Sn10), широко применяются в подшипниковом производстве благодаря их высокой износостойкости и хорошим антифрикционным свойствам. Однако при длительной эксплуатации, воздействии высоких температур и агрессивных сред происходит окисление материала, что ведет к ухудшению его эксплуатационных характеристик и снижению ресурса работы подшипников. Изучение кинетики окисления свинцового баббита позволяет понять механизмы формирования оксидных пленок, выявить влияние различных легирующих элементов (например, таллия) на скорость и характер окислительных процессов. В работе рассмотрены результаты исследования кинетики окисления свинцового баббита Б(PbSb15Sn10) с таллием в диапазоне температур 373–473К, образующихся продуктов окисления сплавов и их микроструктуры. Исследования проводили термогравиметрическим методом в воздухе при атмосферном давлении в интервале температур 373–473К. Обнаружено, что процесс окисления во всем исследованном диапазоне температур с высокой точностью может быть описан полиномом четвертой степени. Определены кинетические и энергетические параметры процесса окисления сплавов. Установлено, что добавка таллия увеличивает окисляемость исходного сплава Б(PbSb15Sn10). Показано, что добавка легирующего компонента существенно изменяет его микроструктуру. По результатам рентгенофазового анализа установлено, что продукты окисления сплавов представляют собой смесь оксидных фаз свинца, сурьмы, олова и таллия. Наиболее вероятными компонентами являются оксиды PbO, Pb₃O₄, Sb₂O₄ и Tl₂O₃, а также сложные оксиды смешанного состава типа Pb–Sb–Sn–O.

Ключевые слова: кинетика окисления, баббит Б(PbSb15Sn10), таллий, энергия активации, константа скорости окисления, микроструктура, РФА

DOI: 10.7868/S3034571526010048

Коррозионное поведение газотермических покрытий в условиях воздействия расплава FLiNaK

Куклин И.Э., Абрамов А.В., Иванов К.О., Барашев Н.Р., Шак А.В., Алимгулов Р.Р. 

Аннотация. В данной работе исследовали защитные свойства газотермических покрытий, полученных методом высокоскоростного кислородно-топливного напыления (HVOF). В качестве материалов подложек были рассмотрены аустенитная нержавеющая сталь 12Х18Н10Т и никелевый сплав ХН62М-ВИ. Покрытие формировали из самофлюсующегося никелевого порошка ПГ-12Н-01 с последующим оплавлением для улучшения плотности. Коррозионные испытания проводили в статических условиях в расплаве FLiNaK (650°С, 100 ч). Скорость коррозии образцов рассчитывали гравиметрическим и химическим методом. Микроструктуру образцов анализировали на сканирующем электронном микроскопе. По результатам коррозионных испытаний показано, что для стали 12Х18Н10Т скорость коррозии снизилась с 288–294 до 85–93 мкм/год, для сплава ХН62М-ВИ – с 85–91 до 76–79 мкм/год. Результаты подтверждают эффективность HVOF-покрытий для защиты в расплавленных солях и указывают на необходимость оптимизации фазового состава композита.

Ключевые слова: коррозия, FLiNaK, HVOF, конструкционные материалы, никелевые покрытия, нержавеющие стали, никелевые сплавы

DOI: 10.7868/S3034571526010052

Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах SrF₂–SrCl₂–SrЭO₄ (Э – Mo, W) и анализ ликвидусов ряда MF₂–MCl₂–MЭO₄ (M – Ca, Sr, Ba)

Матвеев А.А., Гаркушин И.К., Сухаренко М.А., Мощенская Е.Ю.

Аннотация. В работе приведено разбиение трёхкомпонентных систем SrF₂–SrCl₂–SrЭO₄ (Э – Mo, W) на симплексы и построены теоретические модели ликвидусов. Проведены расчеты тройных эвтектических точек методом Мартыновой–Суса-рева. Построены теоретически древа фаз, включающие по два стабильных треугольника, соединяющихся между собой стабильной секущей SrF₂·SrCl₂–SrЭO₄. Для экспериментального подтверждения моделей ликвидусов методами дифференциального термического и термогравиметрического анализов показано, что соединение конгруэнтного плавления SrF₂·SrCl₂ не изменяет характер плавления внутри тройных систем и стабильная секущая SrF₂·SrCl₂–SrЭO₄ имеет квазибинарный характер с наличием перевальных точек. В фазовых треугольниках SrF₂·SrCl₂–SrЭO₄–SrCl₂ в результате экспериментального изучения нескольких внутренних политермических разрезов выявлены температуры плавления и содержания компонентов в тройных эвтектиках. Данные по температурам плавления квазидвойных и тройных эвтектик позволили построить фазовые комплексы тройных систем проекции на треугольники составов. Максимальные поля кристаллизации на треугольниках составов принадлежат тугоплавким компонентам молибдату (вольфрамату) стронция, минимальные поля кристаллизации отвечают хлоридам MСl₂. Экспериментально подтверждены результаты анализа моделей ликвидусов в ряду МF₂–МCl₂–МЭO₄ (M – Ca, Sr, Ba; Э – Mo, W) систем. Полученные данные можно использовать для выращивания монокристаллов молибдата, вольфрамата стронция, а также для электролитического получения молибдена, вольфрама из расплавов. Проведен анализ топологии ликвидусов ряда систем на основе молибдатов и вольфраматов кальция, стронция и бария МF₂–МCl₂–МЭO₄. В системах CaF₂–CaCl₂–CaЭO₄ секущие CaF2·CaCl2–CaЭO4 не являются квазибинарными, строение ликвидусов аналогично, и нонвариантные точки распложены в симплексе CaF₂·CaCl₂–CaCl₂–CaЭO₄. В системах SrF₂–SrCl₂–SrЭO₄ и BaF₂–BaCl₂–BaЭO₄ топология ликвидусов аналогичны, и тройные эвтектики распложены в каждом фазовом треугольнике.

Ключевые слова: древо фаз, трехкомпонентная система, стабильные элементы

DOI: 10.7868/S3034571526010069

Исследование электрохимического восстановления урана в расплавах эвтектической смеси LiCl–KCl на инертном твердом электроде

Ерженков М.В., Николаев А.Ю., Зайков Ю.П., Гришенкова О.В., Мочалов Ю.С. 

Аннотация. Стадия электрорафинирования является одним из ключевых этапов пирохимической переработки отработавшего ядерного топлива. Получение более полных и точных данных, касающихся поведения актинидов в расплавленной эвтектической смеси хлоридов лития и калия, необходимо для разработки технологии этого процесса. В работе методом циклической вольтамперометрии исследованы механизм и кинетика электровосстановления ионов U3+ на молибденовом рабочем электроде в ходе электролиза расплавов (LiСl–KCl)эвт, содержащих от 0.1 до 9.8 мас. % UCl3, в диапазоне температур 723–873 K. Установлено, что электровосстановление ионов U3+ до металлического урана происходит в одну стадию. При скоростях развертки потенциала не выше 0.2 В · с−1 зависимости пика катодной плотности тока от корня квадратного из скорости развертки и потенциала пика от логарифма скорости развертки удовлетворяют общепринятым критериям обратимого процесса. В более широком диапазоне скоростей развертки наблюдаются отклонения поведения этих зависимостей, типичные для процесса электрокристаллизации и связанные с изменением условий массопереноса вещества к поверхности растущего осадка. Для более точного определения коэффициентов диффузии ионов U3+ в случае нарушения условий реализации полубесконечной диффузии ко всему электроду при расчетах использовали уравнение, учитывающее нелинейность зависимости плотности тока пика. Средние значения эффективных коэффициентов диффузии U3+ составили (1.19 ± 0.04) Ч 10−5 см2с−1 при 773 K, (1.63 ± 0.05) Ч 10−5 см2с−1 при 823 K и (2.18 ± 0.04) Ч 10−5 см2с−1 при 873 K.

Ключевые слова: замкнутый ядерный топливный цикл, отработавшее ядерное топливо, расплавленные соли, электролитическое рафинирование, металлический уран, электрохимическая катодная поляризация

DOI: 10.7868/S3034571526010071

Члену-корреспонденту РАН Бабенко А.А. – 75 

13 февраля 2026 г. исполнилось 75 лет доктору технических наук, члену-корреспонденту Российской академии наук, главному научному сотруднику Института металлургии им. академика Н.А. Ватолина УрО РАН, почетному металлургу РФ Анатолию Алексеевичу Бабенко.

К юбилею Салюлева А.Б. 

20 января поздравляем с 75-летием Александра Борисовича Салюлева, кандидата химических наук, старшего научного сотрудника лаборатории радиохимии Института высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук, а также одного из постоянных авторов нашего журнала.

Таблица соответствия архивных и действующих цифровых идентификаторов объектов (DOI) выпусков журнала за 2025 г.