Tilda Publishing
ЖУРНАЛ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ISSN 1028-978X

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2025, № 9
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Кальций-фосфатные материалы для остеопластики, перспективы их использования в качестве материалов-носителей для местной доставки противоопухолевых средств:
обзор научных разработок и исследований

Н. А. Лебедева, Е. В. Галицына, Н. В. Волкова, Н. А. Улякина

Проведён анализ исследований и разработок в области кальций-фосфатных материалов для замещения дефектов костной ткани, в том числе с противоопухолевым действием — в случае костных дефектов, возникших в результате онкологических заболеваний, поражающих костную ткань и/или метастазирующих в неё. Для проведения поиска информации были использованы базы данных PubMed; Web of Science; The Lens; Espacenet; информационно-поисковая система ФИПС; цифровая платформа “Роспатент”; Единая государственная информационная система учёта научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ гражданского назначения (ЕГИСУ НИОКТР); электронный сервис Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения (Росздравнадзор) — Государственный реестр медицинских изделий и организаций (индивидуальных предпринимателей), осуществляющих производство и изготовление медицинских изделий (далее — Государственный реестр медицинских изделий). Согласно результатам анализа данных системы ЕГИСУ НИОКТР самое большое количество исследований в области получения кальций-фосфатных материалов для замещения дефектов костной ткани проводит ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН). Всего в системе ЕГИСУ НИОКТР зарегистрирована 81 научно-исследовательская работа (НИР) в этой области, из них только 16% работ посвящено разработке материалов, предназначенных для восстановления дефектов костной ткани и обладающих терапевтическим потенциалом, в том числе в области онкологии. В результате анализа патентных документов, содержащихся в вышеуказанных базах данных, в Российской Федерации отмечена низкая патентная активность в области создания и применения кальций-фосфатных материалов для замещения дефектов костной ткани по сравнению с другими странами мира. Среди патентообладателей из России, по количеству полученных патентов, на первом месте находится ИМЕТ РАН. Установлено, что на российском рынке зарегистрировано 25 медицинских изделий, представляющих собой кальций-фосфатные материалы для замещения дефектов костной ткани, из них 16 принадлежит отечественным производителям. При этом на кальций-фосфатные материалы, дополнительно имеющие в своём составе активные вещества или лекарственные препараты, получено семь регистрационных удостоверений, из них пять принадлежит российским организациям.

Ключевые слова: кальций-фосфатные материалы; доставка биологически активных веществ и лекарственных препаратов; онкология; научно-исследовательские работы; патентная активность; медицинские изделия.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-5-21
Лебедева Наталья Анатольевна — ФГБУ Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения Минздрава России (125206, Москва, ул. Вучетича, 12), кандидат ветеринарных наук, ведущий специалист отдела сопровождения проектов Координационного центра исследований и разработок в области медицинской науки. E-mail: lebedevana@mednet.ru.
Галицына Елена Валерьевна — ФГБУ Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения Минздрава России (125206, Москва, ул. Вучетича, 12), кандидат биологических наук, ведущий специалист отдела сопровождения проектов Координационного центра исследований и разработок в области медицинской науки. E-mail:
galitsynaev@mednet.ru.
Волкова Наталья Владимировна — ФГБУ Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения Минздрава России (125206, Москва, ул. Вучетича, 12), кандидат биологических наук, ведущий специалист отдела сопровождения проектов Координационного центра исследований и разработок в области медицинской науки. E-mail: volkovanv@mednet.ru.
Улякина Наталья Александровна — ФГБУ Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения Минздрава России (125206, Москва, ул. Вучетича, 12), кандидат педагогических наук, заведующий отделом сопровождения проектов Координационного центра исследований и разработок в области медицинской науки. E-mail: ulyakinana@mednet.ru.
Ссылка на статью:
Лебедева Н.А., Галицына Е.В., Волкова Н.В., Улякина Н.А. Кальций-фосфатные материалы для остеопластики, перспективы их использования в качестве материалов-носителей для местной доставки противоопухолевых средств: обзор научных разработок и исследований. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 5 – 21. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-5-21
Литература содержит 96 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
Лебедева Н.А., Галицына Е.В., Волкова Н.В., Улякина Н.А. Кальций-фосфатные материалы для остеопластики, перспективы их использования в качестве материалов-носителей для местной доставки противоопухолевых средств: обзор научных разработок и исследований. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 5 – 21. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-5-21
  1. United Nations. Cancer rates set to rise 77 per cent by 2050. February 1, 2024. Available at: https://news.un.org/en/story/2024/02/1146127 (Accessed February 14, 2024).
  2. Знаменский И.А., Сервули Е.А., Страбыкина Д.С. и др. Опыт применения препарата Резоскан, 99mТс в диагностике метастатического поражения костной ткани. Онкология. Журнал им. П.А. Герцена, 2013; т. 2, № 3, с. 69 − 72. / Znamensky I.A., Servuli E.A., Strabykina D.S. et al. Opyt primeneniya preparata Rezoskan, 99mTs v diagnostike metastaticheskogo porazheniya kostnoj tkani [Experience with Rezoskan, 99mTc, used in the diagnosis of metastatic bone involvement]. Onkologiya. Zhurnal im. P.A. Gercena [P.A. Herzen Journal of Oncology], 2013, v. 2, no. 3, pp. 69 − 72. (In Russ.).
  3. Oades G.M., Coxon,J., Colston K.W. The potential role of bisphosphonates in prostate cancer. Prostate Cancer and Prostatic Dis., 2002, v. 5, no. 4, pp. 264 − 272. https://doi.org/10.1038/sj.pcan.4500607.
  4. Bubendorf L., Schöpfer A., Wagner U. et al. Metastatic patterns of prostate cancer: an autopsy study of 1,589 patients. Hum Pathol., 2000; v. 31, no. 5, pp. 578 − 583. https://doi.org/10.1053/hp.2000.6698.
  5. Павлов В.Н., Ганцев Ш.Х., Урманцев М.Ф. и др. Метастазы в костную ткань у пациентов при онкоурологической патологии: учебное пособие. Уфа, ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 2022, 65 с. / Pavlov, V.N., Gancev S.H., Urmantsev, M.F. et al. Metastazy v kostnuyu tkan u pacientov pri onkourologicheskoj patologii: uchebnoe posobie [Bone metastases in patients with oncourological pathology: a training manual]. Ufa, FSBEI HE BSMU MOH Russia Publ., 2022, 65 p. (In Russ.).
  6. Каримова М.Н., Тугизова Д.И., Муродов А.Г., Хайдарова Р.Ш. Клинико-морфологические аспекты прогнозирования метастазов в кости больных раком молочной железы. Scientific progress, 2021, т. 2, № 3, с. 377 − 381. / Karimova M.N., Tugizova D.I., Murodov A.G., Haydarova R.S. Kliniko-morfologicheskie aspekty prognozirovaniya metastazov v kosti bolnyx rakom molochnoj zhelezy [Clinical and morphological aspects of predicting bone metastases in breast cancer patients]. Scientific progress, 2021; v. 2, no. 3, pp. 377 − 381. (In Russ.).
  7. Багрова С. Г., Копп М. В., Кутукова С. И. и др. Использование остеомодифицирующих агентов (ома) для профилактики и лечения патологии костной ткани при злокачественных новообразованиях. Злокачественные опухоли, 2020, т. 10, № 3s2-2, с. 35 − 44. https://doi.org/10.18027/2224-5057-2020-10-3s2-38. / Bagrova S.G., Kopp M.V., Kutukova S.I. et al. Ispolzovanie osteomodificiruyushhix agentov (oma) dlya profilaktiki i lecheniya patologii kostnoj tkani pri zlokachestvennyx novoobrazovaniyax [The use of osteomodifying agents (oma) for the prevention and treatment of bone tissue pathology in malignant neoplasms]. Zlokachestvennye opuxoli [Zlokachestvennye opuholi], 2020, v. 10, no. 3s2-2, pp. 35 − 44. https://doi.org/10.18027/2224-5057-2020-10-3s2-38. (In Russ.).
  8. Otoukesh B., Boddouhi B., Moghtadaei M. et al. Novel molecular insights and new therapeutic strategies in osteosarcoma. Cancer Cell Int., 2018, v. 18, art. 158. https://doi.org/10.1186/s12935-018-0654-4.
  9. Daw N.C., Chou A.J., Jaffe N. et al. Recurrent osteosarcoma with a single pulmonary metastasis: a multi-institutional review. Br J Cancer., 2015, v. 112, no. 2, pp. 278 − 282. https://doi.org/10.1038/bjc.2014.585.
  10. Mbese Z., Aderibigbe B.A. Bisphosphonate-based conjugates and derivatives as potential therapeutic agents in osteoporosis, bone cancer and metastatic bone cancer. Int. J. Mol. Sci., 2021, v. 22, no. 13, art. 6869. https://doi.org/10.3390/ijms22136869.
  11. Yuan H., Li Y., de Bruijn J. et al. Tissue responses of calcium phosphate cement: A study in dogs. Biomaterials, 2000, v.21, no. 12, pp. 1283 − 1290. https://doi.org/10.1016/s0142-9612(00)00016-8.
  12. Tahmasebi E., Mohammadi M., Alam M. et al. The current regenerative medicine approaches of craniofacial diseases: A narrative review. Front Cell Dev. Biol., 2023, v. 11, art. 1112378. https://doi.org/10.3389/fcell.2023.1112378.
  13. Решетов И.В., Сергеева Н.С., Баринов С.М. и др. Реконструкция костных дефектов челюстно-лицевой зоны биокерамическими материалами у онкологических больных. Онкология. Журнал им. П.А. Герцена, 2013, т. 1, № 6, с. 22 − 26. / Reshetov I.V., Sergeeva N.S., Barinov S.M. et al. Rekonstrukciya kostnyx defektov chelyustno-licevoj zony biokeramicheskimi materialami u onkologicheskix bolnyx [Reconstruction of maxillofacial bone defects with bioceramic materials in cancer patients]. Onkologiya. Zhurnal im. P.A. Gercena [P.A. Herzen Journal of Oncology], 2013, v. 1, no. 6, pp. 22 − 26. (In Russ.).
  14. Мыслевцев И.В., Тепляков В.В., Сергеева Н.С. и др. Реконструкция костной ткани с использованием скелета натуральных кораллов Acropora cervicornis у больных с доброкачественными образованиями костей. Онкохирургия, 2011, т. 3, № 2, с. 49. / Myslevtsev I.V., Teplyakov V.V., Sergeeva N.S. et al. Rekonstrukciya kostnoj tkani s ispolzovaniem skeleta naturalnyx korallov Acropora cervicornis u bolnyx s dobrokachestvennymi obrazovaniyami kostej [Bone tissue reconstruction using the skeleton of natural corals Acropora cervicornis in patients with benign bone formations]. Onkoxirurgiya [Oncosurgery], 2011, v. 3, no. 2, p.49. (In Russ.).
  15. Кирилова И.А., Садовой М.А., Подорожная В.Т. Сравнительная характеристика материалов для костной пластики: состав и свойства. Хирургия позвоночника, 2012, № 3, с. 72 − 83. https://doi.org/10.14531/ss2012.3.72-83. / Kirilova I.A., Sadovoy M.A., Podorozhnaja V.T. Sravnitelnaya xarakteristika materialov dlya kostnoj plastiki: sostav i svojstva [Comparative characteristics of materials for bone grafting: сomposition and properties]. Xirurgiya pozvonochnika [Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika)], 2012, no. 3, pp. 72 − 83. https://doi.org/10.14531/ss2012.3.72-83. (In Russ.).
  16. Jeong J., Kim J.H., Shim J.H., et al. Bioactive calcium phosphate materials and applications in bone regeneration. Biomater Res., 2019, v. 23, art. 4. https://doi.org/10.1186/s40824-018-0149-3.
  17. Hurle K., Oliveira J.M., Reis R.L. et al. Ion-doped brushite cements for bone regeneration. Acta Biomater., 2021, v. 123, pp. 51 − 71. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.01.004.
  18. Lodoso-Torrecilla I., van den Beucken J.J., Jansen  J.A. Calcium phosphate cements: Optimization toward biodegradability. Acta Biomater., 2021, v. 119, pp. 1 – 12. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2020.10.013.
  19. Zhou J., Zhang Z., Joseph J. et al. Biomaterials and nanomedicine for bone regeneration: Progress and future prospects. Exploration, 2021, v. 1, art. 20210011. https://doi.org/10.1002/EXP.20210011.
  20. Demir-Oğuz Ö., Ege D. Effect of zoledronic acid and graphene oxide on the physical and in vitro properties of injectable bone substitutes. Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl., 2021, v. 120, art. 111758. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.111758.
  21. Sheikh Z., Nayak V.V., Daood U. et al. Three-dimensional printing methods for bioceramic-based scaffold fabrication for craniomaxillofacial bone tissue engineering. J. Funct. Biomater., 2024, v. 15, no. 3, art. 60. https://doi.org/10.3390/jfb15030060.
  22. Wang X.H., Jia S.J., Hao D.J. Advances in the modification of injectable calcium-phosphate-based bone cements for clinical application. Chin Med J., 2020, v. 133, no. 21, pp. 2610 – 2612. https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000001092.
  23. Verbist M., Vandevelde A.L., Geusens J. et al. Reconstruction of craniomaxillofacial bone defects with 3D-printed bioceramic implants: Scoping review and clinical case series. J Clin Med., 2024, v. 13, no. 10, art. 2805. https://doi.org/10.3390/jcm13102805.
  24. Кирилова И.А., Садовой М.А., Подорожная В.Т. и др. Керамические и костно-керамические имплан­таты: перспективные направления. Хирургия позво­ночника, 2013, № 4, с. 052 – 062. https://doi.org/ 10.14531/ss2013.4.52-62 / Kirilova I.A., Sadovoy M.A., Podorozhnaja V.T. et al. Keramicheskie i kostno-keramicheskie implantaty: perspektivnye napravleniya [Ceramic and osteoceramic implants: upcoming trends]. Xirurgiya pozvonochnika [Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika)], 2013, no. 4, pp. 052 – 062. https://doi.org/10.14531/ss2013.4.52-62. (In Russ.).
  25. Yin Y., Ye F., Yao K. et al. Gelatin manipulation of latent macropores formulation in brushite cement. J. Mater. Sci. Mater. Med., 2003, no. 14, pp. 255 – 261. https://doi.org/10.1023/A:1022836824968.
  26. Lodoso-Torrecilla I., Stumpel F., Jansen J.A., van den Beucken J.J. Early-stage macroporosity enhancement in calcium phosphate cements by inclusion of poly (N-vinylpyrrolidone) particles as a porogen. Materials Today Communications, 2020, v. 23, no. 2, art. 100901. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2020.100901.
  27. Li X., Wang Y., Chen F. et al. Design of macropore structure and micro-nano topography to promote the early neovascularization and osteoinductivity of biphasic calcium phosphate bioceramics. Materials Design., 2022, v. 216, art. 110581. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110581.
  28. Zhang J., Luo X., Barbieri D., Barradas A.M.C., de Bruijn J.D., van Blitterswijk C.A., Yuan H. The size of surface microstructures as an osteogenic factor in calcium phosphate ceramics. Acta Biomater., 2014, v. 10, no. 7, pp. 3254 – 3263. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2014.03.021.
  29. Chan O., Coathup M.J., Nesbitt A. et al. The effects of microporosity on osteoinduction of calcium phosphate bone graft substitute biomaterials. Acta Biomater., 2012, v. 8, no. 7, pp. 2788 – 2794. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2012.03.038.
  30. Ginebra M.P., Canal C., Espanol M.et al. Calcium phosphate cements as drug delivery materials. Adv. Drug Deliv. Rev., 2012, v. 64, no. 12, pp. 1090 – 1110. https://doi.org/10.1016/j.addr.2012.01.008.
  31. Bohner M. Physical and chemical aspects of calcium phosphates used in spinal surgery. Eur. Spine J., 2001, v. 10, pp. 114 – 121. https://doi.org/10.1007/s005860100276.
  32. Lukina Y., Safronova T., Smolentsev D., Toshev O. Calcium phosphate cements as carriers of functional substances for the treatment of bone tissue. Materials., 2023, v. 16, no. 11, art. 4017. https://doi.org/10.3390/ma16114017.
  33. Tavoni M., Dapporto M., Tampieri A., Sprio S. Bioactive calcium phosphate-based composites for bone regeneration. J. Compos. Sci., 2021, v. 5, no. 9, art. 227. https://doi.org/10.3390/jcs5090227.
  34. Lukina Y., Panov Y., Panova L. et al. Chemically bound resorbable ceramics as an antibiotic delivery system in the treatment of purulent–septic inflammation of bone tissue. Ceramics, 2022, v. 5, no. 3, pp. 330 – 350. https://doi.org/10.3390/ceramics5030026.
  35. Bose S., Tarafder S. Calcium phosphate ceramic systems in growth factor and drug delivery for bone tissue engineering: a review. Acta Biomater., 2012, v. 8, no. 4, pp. 1401 – 1421. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2011.11.017.
  36. Pupilli F., Ruffini A., Dapporto M. et al. Design strategies and biomimetic approaches for calcium phosphate scaffolds in bone tissue regeneration. Biomimetics, 2022, v. 7, no. 3, art. 112. https://doi.org/10.3390/biomimetics7030112.
  37. Lu Y, Li M, Li L. et al. High-activity chitosan/nano hydroxyapatite/zoledronic acid scaffolds for simultaneous tumor inhibition, bone repair and infection eradication. Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl., 2018, v. 82, pp. 225 – 233. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.08.043.
  38. Guan W.Y., Yi W.T., Zhi M.Y., Zhen S.S. Experimental research on the use of an antineoplastic drug with a bone implant. Int. Orthop., 1990, v. 14, no. 4, pp. 387 – 391. https://doi.org/10.1007/BF00182651.
  39. Tanzawa Y., Tsuchiya H., Shirai T. et al. Potentiation of the antitumor effect of calcium phosphate cement containing anticancer drug and caffeine on rat osteosarcoma. J. Orthop. Sci., 2011, v. 16, no. 1, pp. 77 – 84. https://doi.org/10.1007/s00776-011-0045-3.
  40. Кувшинова Е.А., Петракова Н.В., Волченкова В.А. и др. Функционализация кальцийфосфатных мате­риалов противоопухолевым препаратом циспла­тином. Гены и Клетки, 2019, т. 14, Приложение, с. 128. / Kuvshinova, E.A., Petrakova N.V., Volchenkova V.A. et al. Funkcionalizaciya kalcijfosfatnyx materialov protivoopuxolevym preparatom cisplatinom [Functionalization of calcium phosphate materials with the anticancer drug cisplatin]. Geny i Kletki [Genes & Cells], 2019, v. 14, no. Supplement, p. 128. (In Russ.).
  41. Wu Y., Woodbine L., Carr A.M. et al. 3D printed calcium phosphate cement (CPC) scaffolds for anti-cancer drug delivery. Pharmaceutics, 2020, v. 12, no. 11, art. 1077. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12111077.
  42. Liu Y., Raina D.B., Sebastian S. et al. Sustained and controlled delivery of doxorubicin from an in-situ setting biphasic hydroxyapatite carrier for local treatment of a highly proliferative human osteosarcoma. Acta Biomater., 2021, v. 131, pp. 555 – 571. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.07.016.
  43. Donanzam B.A., Campos T.P., Dalmázio I., Valente E.S. Synthesis and characterization of calcium phosphate loaded with Ho-166 and Sm-153: a novel biomaterial for treatment of spine metastases. J Mater Sci Mater Med., 2013, v. 24, no. 12, pp. 2873 – 2880. https://doi.org/10.1007/s10856-013-5024-0.
  44. Oliveira T.M., Berti F.C.B., Gasoto S.C. et al. Calcium phosphate-based bioceramics in the treatment of osteosarcoma: Drug delivery composites and magnetic hyperthermia agents. Front Med. Technol., 2021, v. 3, art. 700266. https://doi.org/10.3389/fmedt.2021.700266.
  45. Huang J.Y., Chen M.H., Kuo W.T. et al. The characterization and evaluation of cisplatin-loaded magnetite-hydroxyapatite nanoparticles (mHAp/CDDP) as dual treatment of hyperthermia and chemotherapy for lung cancer therapy. Ceram. Int., 2015, v. 41, no. 2, pp. 2399 – 2410. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.10.054.
  46. Hou C.H., Hou S.M., Hsueh Y.S. et al. The in vivo performance of biomagnetic hydroxyapatite nanoparticles in cancer hyperthermia therapy. Biomaterials, 2009, v. 30, no. 23-24, pp. 3956 – 60. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.04.020.
  47. Yang C.T., Li K.Y., Meng F.Q. et al. ROS-induced HepG2 cell death from hyperthermia using magnetic hydroxyapatite nanoparticles. Nanotechnology, 2018, v. 29, no. 37, art. 375101. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aacda1.
  48. Li H., Sun X., Li Y. et al. Preparation and properties of carbon nanotube (Fe)/hydroxyapatite composite as magnetic targeted drug delivery carrier. Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl., 2019, v. 97, pp. 222 – 229. https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.11.042.
  49. Adamiano A., Wu V.M., Carella F. et al. Magnetic calcium phosphates nanocomposites for the intracellular hyperthermia of cancers of bone and brain. Nanomedicine, 2019, v. 14, no. 10, pp. 1267 – 1289. https://doi.org/10.2217/nnm-2018-0372.
  50. Ruskin E.I., Coomar P.P., Sikder P., Bhaduri S.B. Magnetic calcium phosphate cement for hyperthermia treatment of bone tumors. Materials, 2020, v. 13, no. 16, art. 3501. https://doi.org/10.3390/ma13163501.
  51. Ficai D., Sonmez M., Albu M.G. et al. Antitumoral materials with regenerative function obtained using a layer-by-layer technique. Drug Des. Devel. Ther., 2015, v. 9, pp. 1269 – 1279. https://doi.org/10.2147/DDDT.S62805.
  52. Iafisco M., Adamiano A., Montesi M. et al. Superparamagnetic iron-doped nanocrystalline apatite as a delivery system for doxorubicin. J. Mater. Chem. B., 2016, v. 4, no. 1, pp. 57 – 70. https://doi.org/10.1039/c5tb01524c.
  53. Разработка полимер-модифицированных 3D-пористых кальций-фосфатных структур на поверхности титановых имплантатов в качестве системы доставки биологически активных веществ, оценка их действия на клеточную жизнедеятельность методом лазерной интерференционной микроскопии. Грант Российского научного фонда, номер гранта 21-73-10265, годы реализации: 2021 – 2024. Доступно на: https://www.rscf.ru/project/21-73-10265/ (Дата обращения 15.10.2024). Разработка полимер-модифицированных 3D-пористых кальций-фосфатных структур на поверхности титановых имплантатов в качестве системы доставки биологически активных веществ, оценка их действия на клеточную жизнедеятельность методом лазерной интерференционной микроскопии. / Razrabotka polimer-modificirovannyx 3D-poristyx kalcij-fosfatnyx struktur na poverxnosti titanovyx implantatov v kachestve sistemy dostavki biologicheski aktivnyx veshhestv, ocenka ix dejstviya na kletochnuyu zhiznedeyatelnost metodom lazernoj interferencionnoj mikroskopii [Development of the 3D porous calcium phosphate coatings on titanium implants modified with polymer for delivery systems of biologically active agents, evaluation of their action on cellular activity by laser interference microscopy]. Grant Rossijskogo nauchnogo fonda [Russian Science Foundation grant], number grant 21-73-10265, year implementation: 2021 – 2024. Available at: https://www.rscf.ru/project/21-73-10265/. (Accessed October 15, 2024). (In Russ.).
  54. Prosolov K.A., Komarova E.G., Kazantseva E.A. et al. UMAOH Calcium phosphate coatings designed for drug delivery: Vancomycin, 5-Fluorouracil, interferon α-2b case. Materials, 2022, v. 15, no. 13, art. 4643. https://doi.org/10.3390/ma15134643.
  55. Sedelnikova M.B.; Komarova E.G.; Sharkeev Y.P. et al. Effect of the porosity, roughness, wettability, and charge of micro-arc coatings on the efficiency of doxorubicin delivery and suppression of cancer cells. Coatings, 2020, v.10, no. 7, art. 664. https://doi.org/10.3390/coatings10070664.
  56. Приказ Министерства образования и науки РФ от 22 января 2014 г. N 30 “О вводе в промышленную эксплуатацию единой государственной информа­ционной системы учета научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ гражданского назначения и признании утратившим силу приказа Министерства образования и науки Российской Федерации от 31 января 2007 г. N 35 “Об организации в Минобрнауки России госу­дарственного учета результатов научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ гражданского назначения, выполняемых за счет средств федерального бюджета”. / Prikaz Ministerstva obrazovaniya i nauki RF ot 22 yanvarya 2014 g. N 30 “O vvode v promy`shlennuyu e`kspluataciyu edinoj gosudarstvennoj informacionnoj sistemy` ucheta nauchno-issledovatelskix, opytno-konstruktorskix i texnologicheskix rabot grazhdanskogo naznacheniya i priznanii utrativshim silu prikaza Ministerstva obrazovaniya i nauki Rossijskoj Federacii ot 31 yanvarya 2007 g. N 35 “Ob organizacii v Minobrnauki Rossii gosudarstvennogo ucheta rezul`tatov nauchno-issledovatelskix, opytno-konstruktorskix i texnologicheskix rabot grazhdanskogo naznacheniya, vypolnyaemyx za schet sredstv federalnogo byudzheta“ [Order of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation of January 22, 2014 no. 30 “On the introduction into industrial operation of a unified state information system for recording scientific research, experimental design and technological work for civil purposes and repealing the order of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation of January 31, 2007 no. 35 «On the organization in the Ministry of Education and Science of Russia of state recording of the results of scientific research, experimental design and technological work for civil purposes carried out at the expense of the federal budget”]. (In Russ.).
  57. Домен “Наука и инновации”. Доступно на: https://gisnauka.ru/ (Дата обращения август 2024). / Domain “Science and Innovation”. Available at: https://gisnauka.ru/ (Accessed August, 2024) (In Russ.).
  58. Панкратов А. С., Древаль А.А., Скляренко А.В., Сатарова Д.Э. Исследование антибактериальной активности композиции гидроксиапатита ультра­высокой дисперсности с линкомицином и гентамицином при ее внутрикостном введении. Российский стоматологический журнал, 2001, № 6, с. 7 – 9. / Pankratov AS, Sklyarenko AV, Satarova DE, Dreval AA. Issledovanie antibakterialnoj aktivnosti kompozicii gidroksiapatita ultravysokoj dispersnosti s linkomicinom i gentamicinom pri ee vnutrikostnom vvedenii [Studying antibacterial activity of ultra-high dispersion hydroxyapatite composition with lincomycin and gentamicin during its intraosseous administration]. Rossijskij stomatologicheskij zhurnal [Russian Journal of Dentistry], 2001, no. 6, pp. 7 – 9. (In Russ.).
  59. Свиридова И.К., Кувшинова Е.А., Никитина Ю.О. и др. Способ функционализации кальцийфосфатного материала препаратом цисплатина в водном растворе. Патент RU 2765465. Заявлено 28.04.2021. Опубликовано 31.01.2022. Доступно на: https://www1.fips.ru/ofpstorage/BULLETIN/IZPM/2022/ 02/10/INDEX_RU.HTM, (Дата обращения 22.10.2024). / Sviridova I.K., Kuvshinova E.A., Nikitina I.O. et al. Sposob funkcionalizacii kalcijfosfatnogo materiala preparatom cisplatina v vodnom rastvore [Method for functionalisation of calcium phosphate material with cisplatin preparation in aqueous solution]. Patent RU 2765465. Declared 28.04.2021. Published 31.01.2022. Available at: https://www1.fips.ru/ofpstorage/BULLETIN/IZPM/2022/02/10/INDEX_RU.HTM (Accessed October 22, 2024). (In Russ.).
  60. Гибридные поверхности с антирезорбтивным и противоопухолевым действием. Грант Российского научного фонда, номер гранта 23-13-00329, годы реализации: 2023–2025. Доступно на: https://www.rscf.ru/project/23-13-00329/ (Дата обращения 18 октября 2024). / Gibridnye poverxnosti s antirezorbtivnym i protivoopuxolevym dejstviem [Hybrid surfaces with anti-resorptive and anti-tumor effects]. Grant Rossijskogo nauchnogo fonda [Russian Science Foundation grant], number grant 23-13-00329, year implementation: 2023–2025. Available at: https://www.rscf.ru/project/23-13-00329/. (Accessed October 18, 2024). (In Russ.).
  61. Информационно-поисковая система ФИПС. Доступно на: https://new.fips.ru/iiss/ (Дата обращения август-октябрь 2024). / Informacionno-poiskovaya sistema FIPS [Federal Institute of Industrial Property. Information Retrieval System]. Available at: https://new.fips.ru/iiss/. (Accessed August-October, 2024). (In Russ.).
  62. Цифровая платформа Роспатента. Доступно на: https://searchplatform.rospatent.gov.ru/patents (Дата обращения август-октябрь 2024). / Cifrovaya platforma Rospatenta [Rospatent. Search Platform]. Available at: https://searchplatform.rospatent.gov.ru/patents. (Accessed August-October, 2024). (In Russ.).
  63. Чемянов И.Г. Эндопротез суставного конца кости системы И.Г.Чемянова. Авторское свидетельство SU 1667854. Заявлено 12.07.1989. Опубликовано 07.08.1991. Доступно на: https://searchplatform.rospatent.gov.ru/doc/SU1667854A1_19910807?q=&from=search_simple&hash=1369722472, (Дата обращения 22.10.2014). / Сhemyanov I.G. Endoprotez sustavnogo koncza kosti sistemy I.G.Chemyanova [Еndoprosthesis of the bone articulation end]. Avtorskoe svidetelstvo [Copyright certificate] SU 1667854. Declared 12.07.1989. Published 07.08.1991. Available at: https://searchplatform.rospatent.gov.ru/doc/SU1667854A1_19910807?q=&from=search_simple&hash=1369722472, (Accessed October 22, 2024). (In Russ.).
  64. Истранов Л.П., Истранова Е.В., Курдюмов С.Г. и др. Гель для регенерации костной ткани. Патент RU 2360663. Заявлено 08.05.2008. Опубликовано 10.07.2009. Доступно на: https://www1.fips.ru/Archive/PAT/2009FULL/2009.07.10/INDEX_RU.HTM, (Дата обращения 22.10.2024). / Istranov L.P., Istranova E.V., Kurdjumov S.G. et al. Gel dlya regeneracii kostnoj tkani [Gel for bone tissue repair]. Patent [Patent] RU 2360663, Declared 08.05.2008. Published 10.07.2009. Available at: https://www1.fips.ru/Archive/PAT/2009FULL/2009.07.10/INDEX_RU.HTM, (Accessed October 22, 2024). (In Russ.).
  65. Кутихин А.Г., Болгарин Р.Н., Веремеев А.В., Нестеренко В.Г. Способ получения и применения высокоочищенного минерального матрикса в виде сегментов и гранул с остеоиндуктивными свойствами для замещения костных дефектов. Патент RU 2693606. Заявлено. 05.06.2018. Опубликовано 03.07.2019. Доступно на: https://www1.fips.ru/ofpstorage/BULLETIN/IZPM/2019/07/10/INDEX_RU.HTM. (Дата обращения 22.10.2024). / Kutikhin A.G., Bolgarin R.N. Veremeev A.V., Nesterenko V.G. Sposob polucheniya i primeneniya vysokoochishhennogo mineralnogo matriksa v vide segmentov i granul s osteoinduktivnymi svojstvami dlya zameshheniya kostnyx defektov [Method of producing and using a highly purified mineral matrix in the form of segments and granules with osteoinductive properties for bone defect replacement]. Patent [Patent] RU 2693606. Declared 05.06.2018. Published 03.07.2019. Available at: https://www1.fips.ru/ofpstorage/BULLETIN/IZPM/2019/07/10/INDEX_RU.HTM (Accessed October 22, 2024) (In Russ.).
  66. Kuvshinova, E.A.; Petrakova, N.V.; Nikitina, Y.O. et al. Functionalization of octacalcium phosphate bone graft with cisplatin and zoledronic acid: Physicochemical and bioactive properties. Int. J. Mol. Sci., 2023, v. 24, no. 14, art. 11633. https://doi.org/10.3390/ijms241411633.
  67. Espasenet. Patent search. Available at: https://worldwide.espacenet.com/patent/search (Accessed August-October 2024).
  68. Espasenet – patent search. Overview. Available at: https://www.epo.org/en/searching-for-patents/technical/espacenet (Accessed October 24, 2024).
  69. Patent Cooperation Treaty. Available at: https://www.wipo.int/pct/en/texts/articles/atoc.html (Accessed October 24, 2024).
  70. РСТ: вопросы и ответы. Июль 2022, Доступно на: https://www.wipo.int/export/sites/www/pct/ru/docs/faqs-about-the-pct.pdf (Дата обращения 24 октября 2024). / PCT: voprosy i otvety [PCT: questions and answers]. Available at: https://www.wipo.int/export/sites/www/pct/ru/docs/faqs-about-the-pct.pdf (Accessed October 24, 2024) (In Russ.).
  71. European Patent Office. Available at: https://www.epo.org/en Accessed October 24, 2024).
  72. Lester H.R. Bone and tissue repair. Application US 3075880 A, Declared 1961-03-29. Published 1963-01-29.
  73. Rackur H., Wimmer W., Weiss M. Process for producing a tricalcium phosphate bone ceramic for use as bone implant, in particular for filling cavities or for fixing bone fragments after fractures and tricalcium phosphate ceramic moulding produced thereby. Patent DE 3126273 C2, Declared 1981-07-03. Published 1987-09-03.
  74. Eitenmuller J., Rackur H., Wimmer W., Weiss M. Method of producing a tricalcium phosphate bone ceramic for application as a bone implant, especially to fill cavities or for setting bone fractures in place after fracture, and tricalcium phosphate ceramic shaped articles produced according to this method. Patent EP 0058867 B1, Declared 1982-02-09. Published 1986-09-10.
  75. Eitenmuller J., Rackur H., Wimmer W., Weiss M. Implant for filling bone cavities and fixing bone fragments in a living body, method of producing the same, and bone implant system. Application US 4610692 A. Declared 1984-06-22. Published 1986-09-09.
  76. Eitenmuller J., Rackur H., Wimmer W., Weiss M. Bone implant. Application CA 1195615 A. Declared 1982-02-16. Published 1985-10-22.
  77. Eitenmuller J., Rackur H., Wimmer W., Weiss M. Procedure for the preparation of ceramic forms on the basis of tricalcium phosphate specifically for filling of spaces or for composition of bone particular after fracture. Application DK 52382 A. Declared 1982-02-08. Published 1982-08-21.
  78. Lidgren L., Tägil M., Raina D., Yang L. Hydroxyapatite composition comprising zoledronic acid and doxorubicin for treating cancer. Patent EP 4178584 B1. Declared 2021-10-05. Published 2023-10-25.
  79. Lidgren L., Tägil M., Raina D., Yang L. New therapeutic regimen for cancer. Application CN 116583289 A. Declared 2021-10-05. Published 2023-08-11.
  80. Lidgren L., Tägil M., Raina D., Yang L. Composición de hidroxiapatita que comprende ácido zoledrónico y doxorrubicina para el tratamiento del cancer. Application ES 2965526 T3. Declared 2021-10-05. Published 2024-04-15.
  81. Lidgren L., Tägil M., Raina D., Yang L. Novel treatment regimens for cancer. Application JP 2023545990 A. Declared 2021-10-05. Published 2023-11-01.
  82. Lidgren L., Tägil M., Raina D., Yang L. Novel treatment regimens for cancer. Application US 2023330024 A1. Declared 2021-10-05. Published 2023-10-19.
  83. Lidgren L., Tägil M., Raina D., Yang L. Novel treatment regimens for cancer. Application WO 2022073990 A1. Declared 2021-10-05. Published 2022-04-14.
  84. Fernandes Patrício T.M., Dos Santos Mateus A.J., Fernandes Alves N.M., Reis Marques H.F. Intelligent three-dimensional biomimetic structure and use thereof. Application EP 4368214 A1. Declared 2022-12-06. Published 2024-05-15.
  85. Fernandes Patrício T.M., Dos Santos Mateus A.J., Fernandes Alves N.M., Reis Marques H.F. Estrutura tridimensional biomimética inteligente e seu uso. Application PT 118343 A. Declared 2022-11-14. Published 2024-05-14.
  86. Engqvist H. Controlled drug release material. Patent SE 545583 C2. Declared 2021-08-08. Published 2023-10-31.
  87. Engqvist H. Controlled drug release material. Application EP 4384221 A1. Declared 2022-07-18. Published 2024-06-19.
  88. Engqvist H. Controlled drug release material. Application US 2024316215 A1. Declared 2022-07-18. Published 2024-09-26.
  89. Engqvist H. Controlled drug release material. Application WO 2023018366 A1. Declared 2022-07-18. Published 2023-02-16.
  90. Olhero Susana M., Paula M.C., Tânia Vieira, Nilza Ribeiro, Magnetic paste comprising magnetic bio­ceramic powder for additive manufacturing by extrusion techniques and its respective uses. Patent PT 117362 B. Declared 2021-07-23. Published 2024-09-04.
  91. Государственный реестр медицинских изделий и организаций (индивидуальных предпринимателей), осуществляющих производство и изготовление медицинских изделий. Электронные сервисы Росздравнадзора. Доступно на: https://roszdravnadzor.gov.ru/services/misearch/ (Дата обращения октябрь 2024). / Gosudarstvennyj reestr medicinskix izdelij i organizacij (individualnyx predprinimatelej), osushhestvlyayushhix proizvodstvo i izgotovlenie medicinskix izdelij [State register of medical devices and organizations (individual entrepreneurs) engaged in the production and manufacture of medical devices]. Elektronnye servisy Roszdravnadzora [Roszdravnadzor]. Establishment Registration and Medical Device Listing Files. Available at: https://roszdravnadzor.gov.ru/services/misearch/ (Accessed October 2024). (In Russ.).
  92. Постановление Правительства РФ от 27 декабря 2012 г. N 1416 “Об утверждении Правил государственной регистрации медицинских изделий” (с изменениями и дополнениями). / Postanovlenie Pravitelstva RF ot 27 dekabrya 2012 g. N 1416 “Ob utverzhdenii Pravil gosudarstvennoj registracii medicinskix izdelij” (s izmeneniyami i dopolneniyami) [Resolution of the Government of the Russian Federation of December 27, 2012 no. 1416 “On approval of the Rules for state registration of medical devices” (with amendments and additions)]. (In Russ.).
  93. Гистографт. Доступно на: https://histograft.ru/mediczinskie-izdeliya (Дата обращения 28 октября 2024 г). / Gistograft [Histograft]. Available at: https://histograft.ru/mediczinskie-izdeliya (Accessed October 28, 2024). (In Russ.).
  94. Остеопластический материал Коллапан. Доступно на: https://collapan.ru/kostnyy-material-kollapan/ (Дата обращения 28 октября 2024 г). / Osteoplasticheskij material Kollapan [Osteoplastic material “CollapAn”]. Available at: https://collapan.ru/kostnyy-material-kollapan/ (Accessed October 28, 2024). (In Russ.).
  95. BoneMedik-S. Available at: https://intraros.ru/produktsiya/kostnaya-plastika/bonemedik-s/ (Accessed October 17, 2024).
  96. Neocement. Available at: https://www.bioceramed.com/neocement?lang=en (Accessed October 22, 2024).
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Синтез и свойства композиционного материала на основе полиэтилена,
оксида висмута и карбида бора

В. И. Павленко, Г. Г. Бондаренко, Н. И. Черкашина, Д. С. Романюк

Проведен синтез композитного материала на основе полиэтилена, карбида бора (B4C) и оксида висмута (Bi2O3) методом совместный криогенного помола всех компонентов в среде жидкого азота с дальнейшим прессованием. Изучено влияние криогенного помола на распределение наполнителей в композите и дана оценка перспективности использования данного метода, по сравнению с традиционными способами смешения компонентов полимерных композитов. Исследования структуры и свойств готового композита проводили методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), ИК-Фурье спектроскопии и рентгенофазового анализа. Определены прочностные характеристики композитного материала с различным содержанием наполнителей. Показано, что оптимальным является состав, содержащий 55 масс. % полиэтилена, 5 масс. % карбида бора и 40 масс. % оксида висмута, что обеспечивает хороший баланс прочности. В результате криогенного помола получено равномерное распределение частиц наполнителей в матрице и улучшены прочностные характеристики материала. Композит стабильный до температуры 250 °C и высокие термические свойства, что делает его перспективным для применения в космических конструкциях, требующих материалов с высокой термостойкостью и радиационной защитой.

Ключевые слова: полиэтилен, композит, карбид бора, оксид висмута, криогенный помол, ИК-Фурье спектроскопия.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-22-31
Павленко Вячеслав Иванович — Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, Белгород, ул. Костюкова, 46), доктор технических наук, заведующий кафедрой теоретической и прикладной химии, специалист в области физики конденсированных сред, радиационного материаловедения, физической и коллоидной химии. E-mail: belpavlenko@mail.ru.
Бондаренко Геннадий Германович — Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики” Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова (123458, Москва, ул. Таллинская, 34), доктор физико-математических наук, профессор, специалист в области физики конденсированных сред, радиационного материаловедения, физико-химических свойств веществ. E-mail: bondarenko_gg@rambler.ru.
Черкашина Наталья Игоревна — Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, Белгород,
ул. Костюкова, 46), доктор технических наук, специалист в области радиационного материаловедения. E-mail: natalipv13@mail.ru.
Романюк Дмитрий Сергеевич — Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, Белгород, ул. Костюкова, 46), аспирант, специалист в области радиационного материаловедения. E-mail: romanyuk.dmitrij.98@bk.ru.
Ссылка на статью:
Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Черкашина Н.И., Романюк Д.С. Синтез и свойства композиционного материала на основе полиэтилена, оксида висмута и карбида бора. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 22 – 31. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-22-31
Литература содержит 17 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Черкашина Н.И., Романюк Д.С. Синтез и свойства композиционного материала на основе полиэтилена, оксида висмута и карбида бора. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 22 – 31. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-22-31
  1. Prabhu S.G., Gudennavar S.B. X-ray and γ-ray shielding efficiency of polymer composites: Choice of fillers, effect of loading and filler size, photon energy and multifunctionality. Polymer Reviews, 2022, v. 3, no. 1, pp. 246 – 288.
  2. Мокроусов М.И., Митрофанов И.Г., Аникин А.А, Головин Д.В., Карпушкина Н.Е., Козырев А.С., Литвак М.Л., МалаховА.В., Пеков А.Н., Санин  А.Б., Третьяков В.И. Второй этап космического эксперимента “БТН-НЕЙТРОН” на борту российского сегмента международной космической станции: аппаратура БТН-М2. Космические исследования, 2022, т. 60, № 5, c. 426 – 436. / Mokrousov M.I., Mitrofanov I.G., Anikin A.A., Golovin  D.V., Karpushkina N.E., Kozyrev A.S., Litvak M.L., Malakhov A.V., Pekov A.N., Sanin A.B., Tretyakov V.I. The second stage of BTN NEUTRON space experiment onboard the Russian section of the International Space Station: The BTN-M2 instrument. Cosmic Research, 2022, v. 60, no. 5, pp. 387 – 396.
  3. Литвак М.Л., Митрофанов И.Г., Нуждин И.О., Вострухин А.В., Головин Д.В., Козырев А.С., Малахов А.В., Мокроусов М.И., Санин А.Б., Третьяков В.И., Федосов Ф.С. Наблюдение пространственных и временных вариаций спектральной плотности нейтронного потока вне российского сегмента Международной космической станции по данным космического эксперимента “БТН-НЕЙТРОН”. Космические исследования, 2017, т. 55, № 2, с. 116 – 130. / Litvak M.L., Mitrofanov I.G., Nuzhdin I.O., Vostrukhin  A.V., Golovin D.V., Kozyrev A.S., Malakhov A.V., Mokrousov M.I., Sanin A.B., Tretyakov V.I., Fedosov F.S. Monitoring of the time and spatial distribution of neutron-flux spectral density outside the Russian segment of the International Space Station based on data from the BTN-Neutron space experiment. Cosmic Research, 2017, v. 55, no. 2, pp. 110 – 123.
  4. Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Тарасов Д.Г., Едаменко О.Д. Гамма-модифицирование радиа­цион­но-защитного фторопластового композита авиа­ционно-космического назначения. Перспективные материалы, 2013, № 1, с. 13 – 18. / Pavlenko V.I., Bondarenko G.G., Tarasov D.G., Edamenko O.D. Gamma modification of radiation-resistant fluoroplastic composite. Inorganic Materials: Applied Research, 2013, v. 4, pp. 389 – 393.
  5. Saad A., Nassar N.A., Hamoud K., Aziz A.A., Waseem S.S., Abdel-Basit Al-Odayni. Gamma radiation shielding by titanium alloy reinforced by polymeric composite materials. Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 2024, v. 17, art. 100793.
  6. Almurayshid М., Alsagabi S., Alssalim Y., Alotaibi Z., Almsalam R., Feasibility of polymer-based composite materials as radiation shield. Radiation Physics and Chemistry, 2021, v. 183, art. 109425
  7. Zaheer U., Tariq Y., Muhammad S., Asif R., Awais Z. On the physical, chemical, and neutron shielding properties of polyethylene/boron carbide composites. Radiation Physics and Chemistry, 2019, v. 166, art. 108450.
  8. Granada J.R., Dawidowski J., Mayer R.E., Gillette V.H. Thermal neutron cross section and transport properties of polyethylene. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators. Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 1987, v. 261, рр. 537 – 578.
  9. Kruthika K., Rumana Farheen S.M., Manjunatha H.C., Vidya Y.S., Sridhar K.N., Munirathnam R., Manjunatha  S., Krishnaveni S. Aloe vera mediated calcium and bismuth oxide-based nanocomposites for gamma radiation shielding applications. Radiation Physics and Chemistry, 2025, v. 229, art. 112442.
  10. Shaymaa M. F., Ali Ben A. Fabrication of polymeric shields to attenuation ionizing radiation and a flame retardant supported by nano-bismuth oxide prepared by co-deposition. Applied Radiation and Isotopes, 2024, v. 214, art. 111556.
  11. Guo-Qiang Z., Shuang Q., Peng C., Sheng L., Fei L., Xiao-Bo W., Bing-Hai L., Qing-Ao Q. Study on the shielding performance of bismuth oxide as a spent fuel dry storage container based on Monte Carlo simulation. Nuclear Engineering and Technology, 2024, v. 56, pp. 3307 – 3314.
  12. Hamoud K., Saad A., Saradh P., Nassar N. A., Aziz  A.A., Mohamad S. A. Advanced polymeric matrix utilizing nanostructured bismuth and tungsten oxides for gamma rays shielding. Heliyon, 2024, v. 10, art. e37289.
  13. Zahra S., Amirmohammad B., Farhood Z., Eskandar A. Effect of particle size and percentages of Boron carbide on the thermal neutron radiation shielding properties of HDPE/B4C composite: Experimental and simulation studies. Radiation Physics and Chemistry, 2016, v. 127, pp. 182 – 187.
  14. Ozdogan H., Kacal M.R., Kilicoglu O., Polat H., Ogul  H., Akman F. Experimental, simulation, and theoretical investigations of gamma and neutron shielding characteristics for reinforced with boron carbide and titanium oxide composites. Radiation Physics and Chemistry, 2025, v. 226, art. 112167.
  15. Oussama M., Mehdi D., Raouf B., Slimane A., Abdelmalek H., Wenbin L. Outstanding thermal neutrons shields based on epoxy, UHMWPE fibers and boron carbide particles. Applied Radiation and Isotopes, 2021, v. 176, art. 109837.
  16. Романюк Д.С., Павленко В.И., Черкашина Н.И., Шуршаков В.А., Сидельников Р.В., Домарев  С.Н. Ком­по­зиционный материал для защиты от ионизирующего излучения и способ его получения. Патент РФ № 2799773. Заявл. 22.12.2022. Опубл. 11.07.2023. / Romanyuk D.S., Pavlenko V.I., Cherkashina N.I., Shurshakov V.A., Sidelnikov R.V., Domarev  S.N. Kompozicionnyj material dlya zashchity ot ioniziruyushchego izlucheniya i sposob ego polucheniya [Composite material for protection against ionizing radiation and method for its production]. Patent RF No. 2799773. Declared 22.12.2022. Publ. 11.07.2023.
  17. Marwan A., Thamer A.A., Aladailah M.W., Ammar  A.O., Samira A.A., Tashlykov O.L., Sally Mohammed F.A., Marashdeh M.W., Raid B., Pyltsova D.O., Kuvshinova E.V., Riziq A.G. High-density polyethylene with ZnO and TiO2 nanoparticle filler: Computational and experimental studies of radiation-protective characteristics of polymers. Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 2023, v. 16, art. 100720.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Исследования нелинейных кристаллов халькогенидов для среднего ИК-диапазона

С. И. Лобанов, П. Г. Криницын, А. Ф. Курусь, А. П. Елисеев, К. Е. Кожнева,
А. А. Голошумова, В. Н. Веденяпин, А. Ю. Тарасова, Л. И. Исаенко

Методам Бриджмена в вертикальном варианте выращены кристаллы BaGa4Se7 (BGSe) и исследованы их основные свойства. Уточнены значения теплопроводности кристалла LiGaS2 (LGS). При помощи спектров фотолюминесценции выявлены основные дефекты. Показано, что отжиг кристаллов BGSe в атмосфере BaSe приводит к сильному ослаблению пика фотолюминесценции. Основываясь на результатах молекулярного дизайна проведен поиск новых перспективных кристаллов для мощных лазерных систем. Нами был найден и получен методом Бриджмена кристалл AgLiGa2Se4. Для него были исследованы основные физические параметры.

Ключевые слова: синтез кристаллов, рост кристаллов, оптическая спектроскопия.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-32-39
Лобанов Сергей Иванович — Институт геологии и минералогии СО РАН (630090 Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3); Новосибирский государственный университет (пр. Университетский, 2), старший научный сотрудник, специалист в области, синтеза и роста кристаллов.
Криницын Павел Геннадьевич — Институт геологии и минералогии СО РАН (630090 Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3); Новосибирский государственный университет (пр. Университетский, 2), старший научный сотрудник, специалист в областисинтеза и роста кристаллов.
Курусь Алексей Федорович — Институт геологии и минералогии СО РАН (630090 Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3); Новосибирский государственный университет (пр. Университетский, 2), старший научный сотрудник, специалист в области синтеза и роста кристаллов.
Елисеев Александр Павлович — Институт геологии и минералогии СО РАН (630090 Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3); Новосибирский государственный университет (пр. Университетский, 2), ведущий научный сотрудник, специалист в области оптической спектроскопии.
Коржнева Ксения Евгеньевна — Институт геологии и минералогии СО РАН (630090 Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3), научный сотрудник, специалист в области исследования дефектов в кристаллах.
Голошумова Алина Александровна — Институт геологии и минералогии СО РАН (630090 Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3); Новосибирский государственный университет (пр. Университетский, 2), старший научный сотрудник, специалист в области компьютерного моделирования фронта кристаллизации.
Веденяпия Виталий Николаевич — Институт геологии и минералогии СО РАН (630090 Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3); Новосибирский государственный университет (пр. Университетский, 2), старший научный сотрудник, специалист в области ориентирования кристаллов по кристаллографическим направлениям.
Тарасова Александра Юрьевна — Институт геологии и минералогии СО РАН (630090 Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3); Новосибирский государственный университет (пр. Университетский, 2), старший научный сотрудник, специалист в области теоретических рассчетов. E-mail: aleksandra_tarasova@mail.ru.
Исаенко Людмила Ивановна — Институт геологии и минералогии СО РАН (630090 Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3); Новосибирский государственный университет (пр. Университетский, 2), старший научный сотрудник, специалист в области кристаллографического дизайна, руководитель научной группы.
Ссылка на статью:
Лобанов С.И., Криницын П.Г., Курусь А.Ф., Елисеев А.П., Кожнева К.Е., Голошумова А.А., Веденяпин В.Н., Тарасова А.Ю., Исаенко Л.И. Исследования нелинейных кристаллов халькогенидов для среднего ИК-диапазона. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 32 – 39. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-32-39
Литература содержит 18 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Лобанов С.И., Криницын П.Г., Курусь А.Ф., Елисеев А.П., Кожнева К.Е., Голошумова А.А., Веденяпин В.Н., Тарасова А.Ю., Исаенко Л.И. Исследования нелинейных кристаллов халькогенидов для среднего ИК-диапазона. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 32 – 39. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-32-39
  1. Semenyshyn R., Mörz F., Steinle T., Ubl M., Hentschel M., Neubrech F., Giessen H. Pushing down the limit: in vitro detection of a polypeptide monolayer on a single infrared resonant nanoantenna. ACS Photonics, 2019, no. 6, pp. 2636 – 2642.
  2. Amenabar I., Poly S., Nuansing W., Hubrich E.H., Govyadinov A.A., Huth F., Krutokhvostov R., Zhang L., Knez M., Heberle J., Bittner A.M., Hillenbrand R. Structural analysis and mapping of individual protein complexes by infrared nanospectroscopy. Nature Communication, 2013, no. 4, pp. 1 – 9.
  3. Sterl F., Linnenbank H., Steinle T., Mörz F., Strohfeldt N., Giessen H. Nanoscale hydrogenography on single magnesium nanoparticles. Nano Letters, 2018, no. 18, pp. 4293 – 4302.
  4. Petrov V. Frequency down-conversion of solid-state laser sources to the mid-infrared spectral range using non-oxide nonlinear crystals. Progress in Quantum Electron, 2015, no. 42, (Suppl. 1), pp. 1-106.
  5. Wu K., Pan S. A review on structure-performance relationship toward the optimal design of infrared nonlinear optical materials with balanced performances. Coordination Chemistry Reviews, 2018, v. 377, pp. 191 – 208.
  6. Le Gao, Junben Huang, Siru Guo, Zhihua Yang, Shilie Pan. Structure-property survey and computer-assisted screening of mid-infrared nonlinear optical chalcohalides. Coordination Chemistry Reviews, 2020, v. 421, art. 213379.
  7. Vodopyanov K.L., Maffetone J.P., Zwieback I., Ruderman W. AgGaS2 optical parametric oscillator continuously tunable from 3.9 to 11.3 μm. Applied Physics Letteters, 1999, v. 75, pp. 1204 – 1206.
  8. Vedenyapin V., Boyko A., Kolker D., Isaenko L., Lobanov S., Kostyukova N., Yelisseyev A., Zondy J.J., Petrov V. LiGaSe2 optical parametric oscillator pumped by a Q-switched Nd:YAG laser. Laser Physics Letters, 2016, v. 13, art. 115401.
  9. Yao J., Yin W., Feng K., Li X., Mei D., Lu Q., Ni Y., Zhang Z., Hu Z., Wu Y. Growth and characterization of BaGa4Se7 crystal. Journal Crystal Growth, 2012, v. 346, pp. 1 – 4.
  10. Boursier E., Seconds P., Ménaert B., Badikov V., Panyutin V., Badikov D., Petrov V., Boulanger B. Identification and characterization of point defects. Optical Letters, 2016, v. 41, pp. 2731 – 2734.
  11. Yuan J.H., Li C., Yao B.Q., Yao J.Y., Duan X.M., Li  Y.Y., Shen Y.J., Wu Y.C., Cui Z., Dai T.Y. High power, tunable mid-infrared BaGa4Se7 optical parametric oscillator pumped by a 2.1 μm Ho:YAG laser. Optical Express, 2016, v. 24, pp. 6083 – 6087.
  12. Kostyukova N., Boyko A., Badikov V., Badikov D., Shevyrdyaeva G., Panyutin V., Marchev G., Kolker  D., Petrov V. Widely tunable in the mid-IR BaGa4Se7 optical parametric oscillator pumped at 1064 nm. Optical Letters, 2016, v. 41, pp. 3667 – 3670.
  13. Kato K., Miyata K., Petrov V. Phase-matching properties of BaGa4Se7 for SHG and SFG in the 0.901–10.5910 μm range. Applied Optics, 2017, v. 56, pp. 2978 – 2981.
  14. Parker W.J., Jenkins R.J., Butler C.P., Abbott G.L. Flash method of determining thermal diffusivity, heat capacity, and thermal conductivity. Journal of Applied Physics, 1961, v. 32, art. 1679.
  15. Станкус C.B., Савченко И.В. Измерение коэффициентов переноса тепла жидких металлов методом лазерной вспышки. Теплофизика и аэромеханика, 2009, т. 16, № 4, c. 625 – 632. / Stankus S., Savchenko I. Izmerenie koefficientov perenosa tepla zhidkikh metallov metodom lasernoi vspyshki [Measurement of heat transfer coefficients of liquid metals using a laser package]. Teplophizika i aeromekhanika [Thermophysics and aeromechanics], 2009, v. 16, no. 4, pp. 625 – 632. (In Russ.).
  16. Artemyev V.V., Smirnov A.D., Kalaev V.V., Mamedov V.M., Sidko A.P., Podkopaev O.I., Shimansky A.F. Modeling of dislocation dynamics in germanium Czochralski growth. Journal Crystal Growth, 2017, v. 468, pp. 443–447.
  17. Kasimkin P.V., Kurus A.F., Shlegel V.N., Vasiliev Y.V., Podkopaev O.I. Blocking of dislocation propagation by faceted solid liquid interface during Ge crystal growth by the low thermal gradient Czochralski technique. Journal of Crystal Growth, 2012, v. 531, art. 125375.
  18. Drebushchak V.A., Isaenko L.I., Lobanov S.I., Krinitsin P.G., Grazhdannikov S.A. Experimental heat capacity of LiInS2, LiInSe2, LiGaS2, LiGaSe2, and LiGaTe2 from 180 to 460 K. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2017, v. 129, pp. 103 – 108.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Трещиностойкость керамических композитов на основе ZrB2, TiB2 и SiC с низкомодульными включениями h-BN

М. П. Лукьянец, А. С. Буяков, И. А. Фотин, В. В. Шмаков,
Е. В. Абдульменова, М. А. Рудмин, С. П. Буякова

Исследованы структура и свойства керамических композитов (ZrB2 – TiB2 – SiC) – (h-BN). В системе (ZrB2 – TiB2 – SiC) – (h-BN) при спекании произошло образование твердого раствора замещения (Zr0,83Ti0,17)B2. Введение низкомодульных включений гексагонального нитрида бора (h-BN) обеспечило увеличение трещиностойкости (KIC) и предела прочности на изгиб (σf). Наибольшие значения KIC = 6,01 ± 0,09 МПа·м1/2 и σf = 544 ± 8 МПа керамических композитов (ZrB2 – TiB2 – SiC) – (h-BN) достигнуты при введении 5 об. % h-BN. Введение в высокомодульную керамическую матрицу (ZrB2 – TiB2 – SiC) низкомодульных включений h-BN обеспечило диссипацию энергии трещин на относительно слабых внутренних границах “матрица – включения” за счет бифуркации трещин (механизм Кука – Гордона). В системе (ZrB2 – TiB2 – SiC) – (h-BN) заметное повышение KIC исследуемых композитов обусловленно действием двух механизмов: механизма Кука – Гордона и остановкой трещин в поле остаточных сжимающих напряжений. При этом обнаружено, что по мере повышения объемного содержания h-BN увеличивается вклад механизма Кука – Гордона в трещиностойкость керамических композитов (ZrB2 – TiB2 – SiC) – (h-BN). Однако дальнейшее увеличение содержания h-BN (свыше 5 об. %) приводит к заметному снижению трещиностойкости керамических композитов (ZrB2 – TiB2 – SiC) – (h-BN).

Ключевые слова: механизм Кука – Гордона, керамический композит, твердый раствор (Zr,Ti)B2, h-BN, трещиностойкость KIC.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-40-50
Лукьянец Марианна Петровна — Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (634055, Томск, пр. Академический, 2/4), аспирант, младший научный сотрудник, специалист в области материаловедения, структурного дизайна керамических материалов, прочности и надежности керамических изделий. E-mail: mpv97@ispms.ru.
Буяков Алесь Сергеевич — Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (634055, Томск, пр. Академический, 2/4), кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, специалист в области микроскопии, материаловедения, структурного дизайна керамических материалов, прочности и надежности керамических изделий. E-mail: Alesbuyakov@ispms.ru.
Фотин Игорь Андреевич — Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (634055, Томск, пр. Академический, 2/4), инженер, специалист в области спекания керамических материалов. E-mail: i.fotin2010@gmail.com.
Шмаков Василий Валерьевич — Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (634055, Томск, пр. Академический, 2/4), младший научный сотрудник, специалист в области рентгенофазового анализа. E-mail: vvshmakov@ispms.ru.
Абдульменова Екатерина Владимировна — Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (634055, Томск, пр. Академический, 2/4), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области рентгенофазового анализа. E-mail: Ekaterina.V.Abdulmenova@yandex.ru.
Рудмин Максим Андреевич — Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Инженерная школа природных ресурсов (634050, Томск, проспект Ленина, 30), доктор геолого-минералогических наук, доцент отделения геологии, специалист в области микроскопии. E-mail: rudminma@tpu.ru.
Буякова Светлана Петровна — Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (634055, Томск, пр. Академический, 2/4), доктор технических наук, профессор, зам. директора по научной работе, зав. лабораторией физической мезомеханики и неразрушающих методов контроля, специалист в области материаловедения, структурного дизайна керамических материалов, прочности и надежности керамических изделий. E-mail: sbuyakova@ispms.ru.
Ссылка на статью:
Лукьянец М.П., Буяков А.С., Фотин И.А., Шмаков В.В., Абдульменова Е.В., Рудмин М.А., Буякова С.П. Трещиностойкость керамических композитов на основе ZrB2, TiB2 и SiC с низкомодульными включениями h-BN. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 40 – 50. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-40-50
Литература содержит 32 ссылки.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Лукьянец М.П., Буяков А.С., Фотин И.А., Шмаков В.В., Абдульменова Е.В., Рудмин М.А., Буякова С.П. Трещиностойкость керамических композитов на основе ZrB2, TiB2 и SiC с низкомодульными включениями h-BN. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 40 – 50. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-40-50
  1. Venkateswaran T., Basu B., Raju G. et al. Densification and properties of transition metal borides based cermets via spark plasma sintering. Journal of the European Ceramic Society, 2006, v. 26, no. 13, pp. 2431 − 2440.
  2. Andraskar N.D., Tiwari G., Goel M.D. Impact response of ceramic structures - A review. Ceramics International, 2022, v. 48, no. 19, part A, pp. 27262 − 27279.
  3. Silvestroni L., Sciti D., Melandri C. et al. Toughened ZrB2-based ceramics through SiC whisker or SiC chopped fiber additions. Journal of the European Ceramic Society, 2010, v. 30, no. 11, pp. 2155 − 2164.
  4. Wang, H., Wang, C.-A., Yao, X. et al. Processing and Mechanical Properties of Zirconium Diboride-Based Ceramics Prepared by Spark Plasma Sintering. Journal of the American Ceramic Society, 2007, v. 90, pp. 1992 − 1997.
  5. Nayebi B., Parvin N., Mohandesi J.A. et al. Densification and toughening mechanisms in spark plasma sintered ZrB2-based composites with zirconium and graphite additives. Ceramics International, 2020, v. 46, no. 9, pp. 13685 − 13694.
  6. Bermejo R. Layered ceramics. Handbook of Advanced Ceramics: Materials, Applications, Processing, and Properties. Academic Press: Elsevier Inc., 2013, pp. 733 – 751.
  7. Cook J., Gordon J.E., Evans C.C. et al. A mechanism for the control of crack propagation in all-brittle systems. Proc. Roy. Soc. A. Math. Phys. Eng. Sci., 1964, v. 282, no. 1391, pp. 508 – 520.
  8. Walker L.S., Marotto V.R., Rafiee M.A. et al. Toughening in graphene ceramic composites. ACS Nano, 2011, v. 5, no. 4, pp. 3182 − 3190.
  9. Buyakov A., Mirovoy Yu., Smolin A., Buyakova  S. Increasing fracture toughness of zirconia-based composites as a synergistic effect of the introducing different inclusions. Ceramics International, 2021, v. 47, no. 8, pp. 10582 − 10589.
  10. Li X., Gao Y., Pan W. et al. Fabrication and characterization of B4C-based ceramic composites with different mass fractions of hexagonal boron nitride. Ceramics International, 2015, v. 41, no. 1, Part A, pp. 27 − 36.
  11. Tatarková M., Tatarko P., Kovalčíková A. et al. Influence of hexagonal boron nitride nanosheets on phase transformation, microstructure evolution and mechanical properties of Si3N4 ceramics. Journal of the European Ceramic Society, 2021, v. 41, no. 10, pp. 5115 − 5126.
  12. Chen Ju., Sun Qi., Chen Ji. et al. Mechanical and tribological properties of h-BN/ZrO2/SiC solid-lubricating ceramic composites. Tribology International, 2021, v. 160, art. 107061.
  13. Перевислов С.Н. Структура, свойства и области применения графитоподобного гексагонального нитрида бора. Новые огнеупоры, 2019, № 6, с. 35 − 40. / Perevislov S.N. Struktura, svojstva i oblasti primeneniya grafitopodobnogo geksagonal’nogo nitrida bora [Structure, properties and applications of graphite-like hexagonal boron nitride]. Novye ogneupory [New refractories], 2019; no. 6, pp. 35 − 40. (In Russ.).
  14. Zou J., Zhang G.-J., Fu Zh.-Yi. In-situ ZrB2-hBN ceramics with high strength and low elasticity. Journal of Materials Science & Technology, 2020, v. 48, pp. 186 − 193.
  15. Vafa N.P., Kakroudi M.Gh., Asl M.Sh. Role of h-BN content on microstructure and mechanical properties of hot-pressed ZrB2–SiC composites. Ceramics International, 2020, v. 46, no. 13, pp. 21533 − 21541.
  16. Турченко М.В., Лебедева Ю.Е., Прокофьев В.А. и др. Исследование влияния нитрида бора на меха­ническую обрабатываемость керамического материала системы SiC-ZrB2. Труды ВИАМ, 2024, № 2(132), с. 57 − 66. / Turchenko M.V., Lebedeva Yu.E., Prokofiev V.A. et al. Issledovanie vliyaniya nitrida bora na mekhanicheskuyu obrabatyvaemost’ keramicheskogo materiala sistemy SiC-ZrB2 [Investigation of the boron nitride effect on the machinability of SiC–ZrB2 system ceramic material]. Trudy VIAM [Proceedings of VIAM], 2024, no. 2 (132), pp. 57 − 66. (In Russ.).
  17. Monteverde F., Bellosi A., Guicciardi S. et al. Processing and properties of zirconium diboride-based composites. Journal of the European Ceramic Society, 2002, v. 22, no. 3, pp. 279 − 288.
  18. Li B. Effect of ZrB2 and SiC addition on TiB2-based ceramic composites prepared by spark plasma sintering. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2014, v. 46, pp. 84 − 89.
  19. Yuan J.-H., Guo W.-M., Liu Q.-Yu et al. Influence of TiB2 and CrB2 on densification, microstructure, and mechanical properties of ZrB2 ceramics. Ceramics International, 2021, v. 47, no. 19, pp. 28008 − 28013.
  20. Fahrenholtz W.G., Hilmas G.E., Talmy I.G. et al. Refractory diborides of zirconium and hafnium. Journal of the American Ceramic Society, 2007, v. 90, pp. 1347 − 1364.
  21. Villars P., Prince A., Okamoto H. Handbook of ternary alloys phase diagrams. ASM International, Ohio, 1995.
  22. Zeng Y., Wang D., Xiong X. et al. Ultra-high-temperature ablation behavior of SiC–ZrC–TiC modified carbon/carbon composites fabricated via reactive melt infiltration. Journal of the European Ceramic Society, 2020, v. 40, no. 3, pp. 651 − 659.
  23. Paszkowicz W., Pelka J.B., Knapp M. et al. Lattice parameters and anisotropic thermal expansion of hexagonal boron nitride in the 10-297.5 K temperature range. Applied Physics A: Materials Science & Processing, 2002, v. 75, no. 3, pp. 431 – 435.
  24. Перевислов С.Н., Апухтина Т.Л., Лысенков А.С. и др. Влияние содержания волокон SiC в карбидо­кремниевом материале на его механические свойства. Физика и химия стекла, 2022, т. 48, № 1, с. 75 − 84. / Perevislov S.N., Apukhtina T.L., Lysenkov A.S. et al. Effect of SiC fiber content in silicon carbide material on its mechanical properties. Glass Physics and Chemistry, 2022, v. 48, no. 1, pp. 54 − 60.
  25. Крутский Ю.Л., Гудыма Т.С., Дюкова К.Д. и др. Дибориды некоторых переходных металлов: свойства, области применения и методы получения. Часть 2. Дибориды хрома и циркония (обзор). Известия вузов. Черная металлургия, 2021, т. 64, № 6, с. 395 – 412. / Krutskii Y.L., Gudyma T.S., Kuz’min R.I. et al. Properties, applications, and production of diborides of some transition metals: Review. Part 2. Chromium and zirconium diborides. Steel in Translation, 2021, v. 51, no. 6, pp. 359 − 373.
  26. Крутский Ю.Л., Черкасова Н.Ю., Гудыма Т.С. и др. Дибориды некоторых переходных металлов: свойства, области применения и методы получения. Часть 1. Дибориды титана и ванадия (обзор). Известия вузов. Черная металлургия, 2021, т. 64, № 2, с. 149 – 164. / Krutskii Y.L., Cherkasova N.Y., Gudyma T.S. et al. Diborides of some transition metals: Properties, application and production: Review. Part 1. Titanium and vanadium diborides. Steel in Translation, 2021, v. 51, no. 2, pp. 93 − 106.
  27. Namini A.S., Gogani S.N.S., Asl M.S. et al. Microstructural development and mechanical properties of hot pressed SiC reinforced TiB2 based composite. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2015, v. 51, pp. 169 − 179.
  28. Balak Z., Asl M.S., Azizieh M. et al. Effect of different additives and open porosity on fracture toughness of ZrB2–SiC-based composites prepared by SPS. Ceramics International, 2017, v.43, no. 2, pp. 2209 − 2220.
  29. Chakraborty S., Debnath D., Mallick A.R. et al. Mechanical and thermal properties of hot pressed ZrB2 system with TiB2. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2014, v. 46, pp. 35 − 42.
  30. Akarsu M.K., Akin I. Mechanical properties and oxidation behavior of spark plasma sintered (Zr, Ti) B2 ceramics with graphene nanoplatelets. Ceramics International, 2020, v. 46, no. 16, pp. 26109 − 26120.
  31. Aguirre T.G., Lamm B.W., Cramer C.L. et al. Zirconium-diboride silicon-carbide composites: A review. Ceramics International, 2022, v. 48, no. 6, pp. 7344 − 7361.
  32. Asl M.Sh., Kakroudi M.Gh., Noori S. Hardness and toughness of hot pressed ZrB2–SiC composites consolidated under relatively low pressure. Journal of Alloys and Compounds, 2015, v. 619, pp. 481 − 487.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Апатитовые пеносферы, сформированные на открытопористой кальцийфосфатной пенокерамике

В. К. Крутько, Л. Ю. Маслова, О. Н. Мусская, А. И. Кулак

В модельном растворе Simulated Body Fluid (SBF) при рН 7,3 на кальцийфосфатной пенокерамике, состоящей из β-/α-трикальцийфосфата и β-пирофосфата кальция, сформированы апатитовые пеносферы. Микропористая структура кальцийфосфатной пенокерамики образована округлыми конгломератами размером 2 – 10 мкм с микропорами диаметром 2 − 8 мкм. Нанесение одного слоя гидроксиапатита приводило к укрупнению конгломератов до 30 мкм и уменьшению микропор до 1 мкм. Нанесение второго слоя гидроксиапатита способствовало сглаживанию поверхности пенокерамики, “залечиванию” микротрещин и формированию структуры с малым количеством микропор. На кальцийфосфатной пенокерамике с одним либо двумя слоями кристаллического гидроксиапатита в модельном растворе SBF формировалась “апатитовая пена”. Наличие кристаллического гидроксиапатита индуцировало формирование кристаллохимически подобного апатита по эпитаксиальному принципу. После выдерживания пенокерамики в растворе SBF количество β-трикальцийфосфата уменьшалось до 60 %, β-пирофосфата кальция — до 5% и формировались фазы α-трикальцийфосфата количеством до 22 % и апатита — до 13 %. Выдерживание в растворе SBF пенокерамики, упрочненной одним либо двумя слоями гидроксиапатита, приводило к увеличению содержания гидроксиапатита и новообразованного апатита до 32 – 38 % при незначительном изменении содержания α-трикальцийфосфата до 48 – 50 % и β-трикальцийфосфата до 14 – 18 %.

Ключевые слова: кальцийфосфатная пенокерамика, гидроксиапатит, Simulated Body Fluid, биомиметическое осаждение, апатитовые пеносферы, апатитовая пена.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-51-61
Крутько Валентина Константиновна — Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси (220072, Республика Беларусь, Минск, ул. Сурганова, 9/1), кандидат химических наук, доцент, заведующий лабораторией фотохимии и электрохимии, область интересов — апатитовые структуры и гибридные биоматериалы. E-mail: tsuber@igic.bas-net.by.
Маслова Любовь Юрьевна — Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси (220072, Республика Беларусь, Минск, ул. Сурганова, 9/1), аспирант, младший научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, область интересов — кальцийфосфатная пенокерамика и композиты. E-mail: maslova@igic.bas-net.by
Мусская Ольга Николаевна — Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси (220072, Республика Беларусь, Минск, ул. Сурганова, 9/1), кандидат химических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, область интересов — кальцийфосфатные цементы и композиты. E-mail: musskaja@igic.bas-net.by.
Кулак Анатолий Иосифович — Институт общей и неорганической химии, Национальная академия наук Беларуси (220072, Республика Беларусь, Минск, ул. Сурганова, 9/1), академик, доктор химических наук, профессор, директор Института общей и неорганической химии, область интересов — фотоэлектрохимия и наноматериалы. E-mail: kulak@igic.bas-net.by.
Ссылка на статью:
Крутько В.К., Маслова Л.Ю., Мусская О.Н., Кулак А.И. Апатитовые пеносферы, сформированные на открытопористой кальцийфосфатной пенокерамике. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 51 – 61. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-51-61
Литература содержит 34 ссылки.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Крутько В.К., Маслова Л.Ю., Мусская О.Н., Кулак А.И. Апатитовые пеносферы, сформированные на открытопористой кальцийфосфатной пенокерамике. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 51 – 61. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-51-61
  1. Feng B., Jinkang Z., Zhen W., et al. The effect of pore size on tissue ingrowth and neovascularization in porous bioceramics of controlled architecture in vivo. Biomedical Materials, 2011, v. 6, art. 015007.
  2. Jones J.R., Hench L.L. Regeneration of trabecular bone using porous ceramics. Current Opinion in Solid State & Materials Science, 2003, v. 7, pp. 301 – 307.
  3. Renghini C., Komlev V., Fiori F., et al. Micro-CT studies on 3-D bioactive glass-ceramic scaffolds for bone regeneration. Acta Biomaterialia, 2009, v. 5, pp. 1328 – 1337.
  4. Yuan H., Fernandes H., Habibovic P., et al. Osteo­inductive ceramics as a synthetic alternative to autologous bone grafting. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2010, v. 107, no 31, pp. 13614 – 13619.
  5. Bohner M., Baroud G., Bernstein A., et al. Charac­terization and distribution of mechanically competent mineralized tissue in micropores of β-tricalcium phosphate bone substitutes. Materials Today, 2007, v. 20, pp. 106 – 115.
  6. Studart A.R., Gonzenbach U.T., Tervoort E., Gauckler L.J. Processing routes to macroporous ceramics: A review. Journal of the American Ceramic Society, 2006, v. 89, pp. 1771 – 1789.
  7. Dorozhkin S.V. Bioceramics of calcium orthophosphates. Biomaterials, 2010, v. 31, рр. 1465 – 1485.
  8. Bose S., Tarafder S. Calcium phosphate ceramic systems in growth factor and drug delivery for bone tissue engineering: A review. Acta Biomaterialia, 2012, v. 8, pp. 1401 – 1421.
  9. Liu R., Xu T., Wang C. A review of fabrication strategies and applications of porous ceramics prepared by freeze-casting method. Ceramics International, 2015, v. 42, pp. 2907 – 2925.
  10. Zou F., Zhao N., Fu X., et al. Enhanced osteogenic differentiation and biomineralization in mouse mesenchymal stromal cells on a β-TCP robocast scaffold modified with collagen nanofibers. RSC Advances, 2016, v. 6, pp. 23588 – 23598.
  11. Belgin Paul D.L., Praveen A.S., Arjunan A. Parametric optimisation for 3D printing β-tricalcium phosphate tissue engineering scaffolds using direct ink writing. Smart Materials in Manufacturing, 2025, v. 3, art. 100070.
  12. Jo I.H., Shin K.H., Soon Y.M., et al. Highly porous hydroxyapatite scaffolds with elongated pores using stretched polymeric sponges as novel template. Materials Letters, 2009, v. 63, pp. 1702 – 1704.
  13. Stipniece L., Narkevica I., Sokolova M., et al. Novel scaffolds based on hydroxyapatite/poly(vinyl alcohol) nanocomposite coated porous TiO2 ceramics for bone tissue engineering. Ceramics International, 2016, v. 42, pp. 1530 – 1537.
  14. Baino F., Fiorilli S., Vitale-Brovarone C. Bioactive glass-based materials with hierarchical porosity for medical applications: Review of recent advances. Acta Biomaterialia, 2016, v. 42, pp. 18 – 32.
  15. Крутько В.К., Кулак А.И., Мусская О.Н. Терми­ческие превращения в композиционных материалах на основе гидроксиапатита и диоксида циркония. Неорганические материалы, 2017, т. 53, № 4, с. 427 – 434. / Krut’ko V.K., Kulak A.I., Musskaya O.N. Thermal transformations of composites based on hydroxyapatite and zirconia. Inorganic Materials, 2017, v. 53, no. 4, pp. 429 – 436.
  16. Lu T., Yuan X., Zhang L., et al. High throughput synthesis and screening of zinc-doped biphasic calcium phosphate for bone regeneration. Applied Materials Today, 2021, v. 25, art. 101225.
  17. Qiu Z.Y., Chen C., Wang X.M., Lee I.S. Advances in the surface modification techniques of bone-related implants for last 10 years. Regenerative Biomaterials, 2014, no. 1, pp. 67 – 79.
  18. Hong Y., Fan H., Li B., et al. Fabrication, biological effects, and medical applications of calcium phosphate nanoceramics. Materials Science and Engineering R: Reports, 2010, v. 70, pp. 225 – 242.
  19. Крутько В.К., Маслова Л.Ю., Мусская О.Н., и др. Модифицирование кальцийфосфатной пеноке­рами­ки биоапатитом в среде SBF. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов, 2021, вып. 13, с. 870 – 880. / Krut’ko V.K., Maslova L.Yu, Musskaya O.N., et al. Modifitsirovanie kal’tsiifosfatnoi penokeramiki bioapatitom v srede SBF [Modification of calcium phosphate foam ceramics with bioapatite in SBF solution]. Fiziko-khimicheskie aspekty izucheniya klasterov, nanostruktur i nanomaterialov [Physical and chemical aspects of the study of clusters, nanostructures and nanomaterials], 2021, no. 13, pp. 870 – 880. (In Russ.).
  20. Wang Z., Tang Z., Qing F., et al. Applications of calcium phosphate nanoparticles in porous hard tissue engineering scaffolds. Nano, 2012, v. 7, no. 4, art. 1230004.
  21. Vani R., Raja S.B., Sridevi T.S., et al. Surfactant free rapid synthesis of hydroxyapatite nanorods by a microwave irradiation method for the treatment of bone infection. Nanotechnology, 2011, v. 22, art. 285701.
  22. Qiu Z.Y., Chen C., Wang X.M., Lee I.S. Advances in the surface modification techniques of bone-related implants for last 10 years. Regenerative Biomaterials, 2014, no. 1, pp. 67 – 79.
  23. Wang J., Zhu Y., Wang M., et al. Fabrication and preliminary biological evaluation of a highly porous biphasic calcium phosphate scaffold with nano-hydroxyapatite surface coating. Ceramics International, 2017, v. 44, no. 2, pp. 1304 – 1311.
  24. Крутько В.К., Маслова Л.Ю., Мусская О.Н., и др. Биоактивная кальцийфосфатная пенокерамика, модифицированная биомиметическим апатитом. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук, 2022, т. 58, № 2, с. 158 – 168. / Krut’ko V.K., Maslova L.Yu., Musskaya O.N., et al. Bioactive calcium phosphate foam ceramics modified by biomimetic apatite. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series, 2022, v. 58, no. 2, pp. 158 – 168.
  25. Mehrban N., Bowen J. Monitoring and evaluation of biomaterials and their performance in vivo. In: Monitoring biomineralization of biomaterials in vivo (Ed. by Narayan R.J.). Woodhead Publishing (Elsevier), 2017, ch. 5, 209 p., pp. 81 – 110.
  26. Крутько В.К., Кулак А.И., Мусская О.Н., Лесникович Ю.А. Синтетический гидроксиапатит – основа костнозамещающих биоматериалов. София: электронный научно-просветительский журнал, 2017, № 1, c. 50 – 57. / Krut’ko V.K., Kulak A.I., Musskaya O.N., Lesnikovich  J.A. Sinteticheskii gidroksiapatit – osnova kostnozameshchayushchikh biomaterialov [Synthetic hydroxyapatite – base of artificial bone biomaterials]. Sofiya: elektronnyj nauchno-prosvetitel’skij zhurnal [Sofia: electronic scientific and educational journal], 2017, no. 1, pp. 50 − 57. (In Russ.).
  27. Крутько В.К., Кулак А.И., Мусская О.Н., и др. Кальцийфосфатная пенокерамика на основе порошковой смеси гидроксиапатит–брушит. Стекло и керамика, 2019, № 3, c. 38 – 44. / Krut’ko V.K., Kulak A.I., Musskaya O.N., et al. Calcium phosphate foam ceramic based on hydroxyapatite–brushite powder mixture. Glass and ceramics, 2019, v.76, no. 3–4, pp. 113 – 118.
  28. Крутько В.К., Кулак А.И., Мусская О.Н., и др. Кальцийфосфатная пенокерамика с регулируемой биоактивностью. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов, 2018, № 10, c. 374 – 382. / Krut’ko V.K., Kulak A.I., Musskaya O.N., et al. Kal’cijfosfatnaya penokeramika s reguliruemoj bioaktivnost’yu [Calcium phosphate foam ceramics with regulated bioactivity]. Fiziko-khimicheskie aspekty izucheniya klasterov, nanostruktur i nanomaterialov [Physical and chemical aspects of the study of clusters, nanostructures and nanomaterials], 2018, no. 10, pp. 374 – 382. (In Russ.).
  29. El-Fiqi A., Buitrago J.O., Yang S.H., Kim H.W. Biomimetically grown apatite spheres from aggregated bioglass nanoparticles with ultrahigh porosity and surface area imply potential drug delivery and cell engineering applications. Acta Biomaterialia, 2017, v. 60, pp. 38 – 49.
  30. Miake Y., Shimoda S., Fukae M., Aoba T. Epitaxial overgrowth of apatite crystals on the thin-ribbon precursor at early stages of porcine enamel mineralization. Calcified Tissue International, 1993, v. 53, pp. 249 – 256.
  31. Yubao L., Xingdong Zh., de Groat K. Hydrolysis and phase transition of alpha-tricalcium phosphate. Biomaterials, 1997, v. 18, no. 10, pp. 737 – 741.
  32. Маслова Л.Ю., Крутько В.К., Мусская О.Н., и др. Формирование биомиметического апатита на кальцийфосфатной пенокерамике в концентри­рованной модельной среде. Перспективные материалы, 2022, № 10, с. 23 – 30. / Maslova L.Yu., Krut’ko V.K., Musskaya O.N., et al. Formation of biomimetic apatite on calcium phosphate foam ceramics in the concentrated model solution. Inorganic Materials: Applied Research, 2023, v. 14, no. 2, pp. 392 – 396.
  33. Piga G., Amarante A., Makhoul C., et al. β-Tricalcium phosphate interferes with the assessment of crystallinity in burned skeletal remains. Journal of Spectroscopy, 2018, no. 3–4, art. 5954146.
  34. Berzina-Cimdina L., Borodajenko N. Research of calcium phosphates using fourier transform infrared spectroscopy. In book: Infrared Spectroscopy — Materials Science, Engineering and Technology (Ed. by Theophanides T.). InTech, 2012, ch. 6, 526  p., pp. 123 – 148.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Наноструктурированные гибридные порошки на основе ZrO2 и бескислородного графена —
новые исходные для мелкозернистой керамики

Е. А. Трусова, А. М. Афзал, С. В. Шевцов, Д. С. Никитин, А. Насырбаев,
Н. В. Петракова, А. Ю. Теплова, М. Г. Сафроненко

Представлены результаты исследования, охватывающего цепочку последовательных процессов: получения порошков графенсодержащих наноструктурированных композитов, характеризации их фазового состава и морфологии, спекания полученных композиций методами горячего прессования, вакуумного спекания и искрового плазменного спекания и сравнительного анализа микроструктуры спеченных модельных керамических образцов. Вся керамика состояла из стехиометрического моноклинного бадделеита ZrO2. Отличительными особенностями керамики, полученной методом искрового плазменного спекания, являлись высокая относительная плотность (98 %), и слоистая структура зерен. Показано, что графен-ZrO2 наноструктурированные порошковые композиты, синтезированные предложенным способом, являются перспективными для получения плотной мелкозернистой керамики. Однако благодаря своей уникальной наноструктуре они требуют разработки специальных режимов и технологических подходов к спеканию для достижения высокой плотности и других улучшенных характеристик.

Ключевые слова: графен-ZrO2 наноструктурированные композиты, горячее прессование, вакуумное спекание, искровое плазменное спекание.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-62-78
Трусова Елена Алексеевна — Институт металлургии и материаловедения
им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области синтеза наноструктур. E-mail: trusova03@gmail.com.
Афзал Ася Мохаммадовна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), аспирант, инженер-исследователь, специалист в области синтеза наноструктур. E-mail: asya.afzal@mail.ru.
Шевцов Сергей Владимирович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения и электронной микроскопии. E-mail: shevtsov_sv@mail.ru.
Никитин Дмитрий Сергеевич — Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Национальный исследовательский Томский политехнический университет” (Томск, 634050, проспект Ленина, 30), кандидат технических наук, доцент, специалист в области синтеза новых функциональных материалов. E-mail: nikitindmsr@yandex.ru.
Насырбаев Артур — Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634050, Томск, проспект Ленина, 30), кандидат технических наук, аспирант, ассистент, специалист в области синтеза новых функциональных материалов. E-mail: arn1@tpu.ru.
Петракова Наталия Валерьевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области керамики. E-mail: petrakova.nv@mail.ru
Теплова Анастасия Юрьевна — Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6), студент III курса, специалист в области синтеза наноструктур. E-mail: teplova2004@gmail.com.
Сафроненко Марина Геннадьевна — Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (Москва, 117198, ул. Миклухо-Маклая, 6), кандидат химических наук, доцент кафедры неорганической химии, специалист по синтезу и изучению слоистых перовскитов. E-mail: soroka_100@mail.ru.
Ссылка на статью:
Трусова Е. А., Афзал А. М., Шевцов С. В., Никитин Д.С., Насырбаев А., Петракова Н.В., Теплова А.Ю., Сафроненко М.Г. Наноструктурированные гибридные порошки на основе ZrO2 и бескислородного графена — новые исходные для мелкозернистой керамики. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 62 – 78. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-62-78
Литература содержит 31 ссылку.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Трусова Е. А., Афзал А. М., Шевцов С. В., Никитин Д.С., Насырбаев А., Петракова Н.В., Теплова А.Ю., Сафроненко М.Г. Наноструктурированные гибридные порошки на основе ZrO2 и бескислородного графена — новые исходные для мелкозернистой керамики. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 62 – 78. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-62-78
  1. Левинский Ю.В. Теория поведения газонаполненных пор в кристаллических и аморфных телах. Вестник МИТХТ, 2010, т.5, № 1, с.17 − 42. / Levinsky Yu.V. Teoriya povedeniya gazonapolnenny`x por v kristallicheskix i amorfny`x telax [The theory of behavior of gasfulled pores in crystalline and amorfhous bodys]. Vestnik MITHT [MITHT Bulletin], 2010, v. 5, no. 1, pp.17 − 42. (In Russ.).
  2. Душин М.И., Донецкий К.И., Караваев Р.Ю. Уста­новление причин образования пористости при изготовлении ПКМ. Труды ВИАМ: электронный научно-технический журнал, 2016, № 6 (42), с. 68 − 78. DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-6-8-8. / Dushin M.I., Donetski K.I., Karavaev R.Y. Ustanovlenie prichin obrazovaniya poristosti pri izgotovlenii PKM [Identification of the reasons of porosity formation when manufacturing composites]. Trudy` VIAM: e`lektronny`j nauchno-texnicheskij zhurnal [Proceedings of VIAM], 2016, v.6 (42), pp. 68 − 78. (In Russ.). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-6-8-8.
  3. Каблов Е.Н., Орлов М.Р., Оспенникова  О.Г. Механизмы образования пористости в монокристал­лических лопатках турбины и кинетика ее устранения при горячем изостатическом прессовании. В сб. Авиационные материалы и технологии: ВИАМ 80  лет. Москва, ВИАМ, 2012, с. 117 − 129. / Kablov E.N., Orlov M.P., Ospennikova  O.G. Mexanizmy` obrazovaniya poristosti v monokristal­licheskix lopatkax turbiny` i kinetika ee ustraneniya pri goryachem izostaticheskom pressovanii [Porosity generation mechanisms in the single-crystal turbine blades and the kinetics of their elimination during hot isostatic pressing]. V sb. Aviacionny`e materialy` i texnologii: VIAM 80 let. [In: Aviation materials and technologies: VIAM is 80 years old]. Moscow, VIAM, 2012, pp.117 − 129. (In Russ.).
  4. Гегузин Я.Е. Физика спекания. Москва, ЛЕНАНД, 2019, 310 с. / Geguzin Ya.E. Fizika spekaniya [Physics of sintering]. Moscow, LENAND Publ., 2019, 310 p. (In Russ.).
  5. Slezov V.V., Panich A.E., Abyzov A.S. Diffusional evolution of gas-filled pores during the sintering of a ceramic. Powder Metallurgy and Metal Cerarmcs, 1996, v. 34, no.9, pp. 534 − 538. DOI: 10.1007/BF005599634.
  6. Алымов М.И., Аверин С.И., Петров Е.В. Метод оценки внутреннего давления газа в порах модельного сферического образца. Деформация и разрушение материалов, 2022, № 11, с. 37 − 40. DOI: 10.31044/1814-4632-2022-11-37-40. / Alymov M.I., Averin S.I., Petrov E.V. Method for estimating the internal gas pressure in the pores of a model spherical sample. Russian Metallurgy (Metally), 2023, no. 4, pp. 522 − 525. DOI: 10.1134/S0036029523040043.
  7. Алымов М.И., Галиев Ф.Ф., Сайков И.В., Петров  Е.В. Влияние размера газонаполненных пор и давления газа в порах на объёмный модуль упругости материала. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 73 − 78. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-73-78. / Alymov M.I., Galiev F.F., Saikov I.V., Petrov E.V. Vliyanie razmera gazonapolnenny`x por i davleniya gaza v porax na ob``yomny`j modul` uprugosti materiala [Influence of the size of gas-filled pores and gas pressure in pores on the bulk modulus of elasticity of the material]. Perspektivnye Materialy [Advanced materials], 2024, v.12, pp.73 − 78. (In Russ.). DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-73-78.
  8. Ландау Л., Лифшиц Е. Теоретическая физика. Т. 6. Гидродинамика. Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2001, 736 с. / Landau L., Lifshits E. Teoreticheskaya fizika. T. 6. Gidrodinamika [Theoretical Physics. V. 6. Hydrodynamics]. Moscow, FIZMATLIT Publ., 2001, 736 p. (In Russ.).
  9. Савельев И.В. Курс общей физики: Молекулярная физика и термодинамика. Москва, Астрель, 2001, т. 3, 208 с. / Savelyev I.V. Kurs obshhej fiziki: Molekulyarnaya fizika i termodinamika [Course of general physics: Molecular physics and thermodynamics]. Moscow, Astrel Publ., 2001, v. 3, 208 p. (In Russ.).
  10. Wegge R., McLinden M.O., Perkins R.A., Richter M., Span R. Speed-of-sound measurements in (argon+carbon dioxide) over the temperature range from (275 to 500) K at pressures up to 8MPa. The Journal of Chemical Thermodynamics, 2016, v. 99, pp. 54 − 64. https://doi.org/10.1016/j.jct.2016.03.036.
  11. Секоян С.С., Шлегель В.Р., Бацанов С.С., Гаврилкин С.М., Поярков К.Б., Гурков А.А., Дуров А.А. Влияние пористости и дисперсности материалов на скорость распространения звуковых волн. Прикладная механика и техническая физика, 2009, т. 50, № 4 (296), с. 121 − 127. / Sekoyan S.S., Shlegel’ V.R., Batsanov S.S., Gavrilkin S.M., Poyarkov K.B., Gurkov A.A., Durov  A.A. Effect of the porosity and particle size of materials on sound-wave velocity. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2009, v. 50, no. 4, pp. 646 − 650. https://doi.org/10.1007/s10808-009-0086-y.
  12. Estrada-Alexanders A.F., Trusler J.P.M. Speed of sound in carbon dioxide at temperatures between (220 and 450) K and pressures up to 14 MPa. The Journal of Chemical Thermodynamics, 1998, v. 30, no. 12, pp. 1589 – 1601. https://doi.org/10.1006/jcht.1998.0428.
  13. Канищев Б.Э., Питаевская Л.Л., Гутман С.Л., Скорость звука в азоте, углекислом газе и их смесях при высоких давлениях. Докл. АН СССР, 1981, т. 257, № 6, с. 1348 – 1351. / Kanishchev B.É., Pitaevskaya L.L., Gutman S.L. Skorost’ zvuka v azote, uglekislom gaze i ih smesyah pri vysokih davleniyah [Sound velocity in nitrogen, carbon dioxide, and their mixtures at high pressures]. Dokl. AN SSSR [Dokl. Academy of Sciences USSR], 1981, v. 257, no.6, pp. 1348 – 1351. (In Russ.).
  14. Hagermann A., Zarnecki J. Speed of sound in nitrogen as a function of temperature and pressure. Journal of the Acoustical Society of America, 2005, v. 118, no.3, pp.1272 – 1273. DOI: 10.1121/1.2000748.
  15. Качанов Ю.Л., Канищев Б.Э., Питаевская Л.Л. Скорость звука в аргоне и смесях гелий – аргон и азот – углекислый газ при высоких давлениях. Инженерно-физический журнал, 1983, т. 44, № 1, с. 5 − 8. https://doi.org/10.1007/BF00826693. / Kachanov Y.L., Kanishchev B.É., Pitaevskaya L.L. Velocity of sound in argon and in helium-argon and nitrogen-carbon dioxide gas mixtures at high pressures. Journal of Engineering Physics, 1983, v. 44, pp. 1 – 4. https://doi.org/10.1007/BF00826693.
  16. Ahmadi P., Chapoy A., Tohidi B. Density, speed of sound and derived thermodynamic properties of a synthetic natural gas. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2017, v. 40, pp. 249 – 266. doi: 10.1016/j.jngse.2017.02.009.
  17. Leble S., Perelomova A., Ku’smirek-Ochrymiuk M. Nonlinear parameters and sound speed in acoustics and its evaluation for real gases and liquid. Hydroacoustics, 2001, v. 4, pp. 139 − 142.
  18. Верещагин Д.А. Термодинамические потенциалы и скорость звука в неидеальных газах. Труды Международных школ-семинаров “Методы дискретных особенностей в задачах математической физики”. Выпуск 2. Орёл, ОГУ, 2003, с. 20 − 25. / Vereshchagin D.A. Termodinamicheskie potencialy` i skorost` zvuka v neideal`ny`x gazax [Thermodynamic potentials and speed of sound in non-ideal gases]. Proceedings of the International School-Seminars “Methods of discrete singularities in problems of mathematical physics”. Issue 2, Oryol, OGU Publ., 2003, pp. 20 − 25. (In Russ.).
  19. Vereshchagin D.A., Kaminskaya A.M Speed of a sound in nonideal gas. Hydroacoustics, Polish Acoustical Society, Gdańsk, 2002, v. 5, pp. 53 − 56.
  20. Mamedov B.A., Somuncu E., Askerov I.M. Evaluation of speed of sound and specific heat capacities of real gases. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 2018, pp. 1 – 15. DOI: 10.2514/1.t5285.
  21. Питаевская Л.Л., Билевич А.В., Исакова Н. Б. Скорость распространения ультразвука в аргоне при давлениях до 4 кбар и температурах 25 – 200  °C. Докл. АН СССР, 1969, т. 184, № 6, с. 1315 – 1316. / Pitaevskaya L.L., Bilevich A.V., Isakova N.B. Skorost’ rasprostraneniya ul’trazvuka v argone pri davleniyah do 4 kbar i temperaturah 25-200°C [Rate of propagation of ultrasound in argon at pressures up to 4 Kbars and temperatures from 25 to 200 °C]. Dokl. AN SSSR [Dokl. Academy of Sciences USSR], 1969, v. 184, no. 6, pp. 1315 – 1316. (In Russ.).
  22. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. Справочник. Москва, Атомиздат, 1976, 1006 с. / Kikoin I.K. Tablicy fizicheskix velichin. Spravochnik [Tables of physical quantities. Reference book]. Moscow, Atomizdat Publ., 1976, 1006 p. (in Russ.).
  23. Питаевская Л.Л., Попов А.А. Скорость звука в смесях гелия с углекислым газом при высоких давлениях. Докл. АН СССР, 1991, т. 316, № 5, с. 1112 – 1116. / Pitaevskaya L.L., Popov A.A. Skorost’ zvuka v smesyah geliya s uglekislym gazom pri vysokih davleniyah [The speed of sound in mixtures of helium and carbon dioxide at high pressures]. Dokl. AN SSSR [Dokl. Academy of Sciences USSR], 1991, v. 316, no. 5, pp. 1112 − 1116. (In Russ.).
  24. Wedler С., Trusler J.P.M. Speed of sound measurements in helium at pressures from 15 to 100 MPa and temperatures from 273 to 373 K. Journal of Chemical & Engineering Data, 2023, v. 68, no. 6, pp. 1305 − 1312. DOI: 10.1021/acs.jced.3c00083.
  25. Chen H., Zheng J., Xu P., Li L., Liu Y., Bie H. Study on real-gas equations of high pressure hydrogen. International Journal of Hydrogen Energy, 2010, v. 35, no. 7, pp. 3100–3104. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2009.08.0.
  26. Dubberke F.H, Riepold M., Baumhögger E., Vrabec J. Speed of sound of oxygen in supercritical states up to 500 K and 100 MPa. Journal of Chemical and Engineering Data, 2016, v. 61, no. 4, pp. 1632 − 1636. DOI: 10.1021/acs.jced.5b01007.
  27. Lin C.-W., Trusler J.P.M. Speed of sound in (carbon dioxide + propane) and derived sound speed of pure carbon dioxide at temperatures between (248 and 373) K and at pressures up to 200 MPa. Journal of Chemical & Engineering Data, 2014, v. 59, no. 12, pp. 4099 − 4109. DOI: 10.1021/je5007407.
  28. Khalajzadeh V., Carlson K.D., Backman D.G., Beckermann С. A pore-centric model for combined shrinkage and gas porosity in alloy solidification. Metallurgical and Materials Transactions A, 2017, v. 48, pp. 1797 – 1816. https://doi.org/10.1007/s11661-016-3940-6.
  29. Бацанов С.С. Аддитивный метод расчета скорости звука в пористом материале. Неорганические материалы, 2007, т. 43, № 10, с. 1195 − 1197. / Batsanov S.S. An additive method for calculation of the sound velocity in porous materials. Inorganic Materials, 2007, v. 43, no. 10, pp. 1070 – 1072. https://doi.org/10.1134/S0020168507100081.
  30. Krammer M., Schmid A., Siebenhofer M., Bumberger A.E., Herzig C., Limbeck A., Kubicek M., Fleig J. Formation and detection of high-pressure oxygen in closed pores of solid oxide electrolysis nodes. ACS Applied Energy Materials, 2022, v. 5, no. 7, pp. 8324 − 8335. DOI: 10.1021/acsaem.2c00888.
  31. Алымов М.И., Епишин А.И., Галиев Ф.Ф. Пористость консолидированных методом газовой экструзии компактов из никелевых нанопорошков. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 80 − 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-80-84. / Alymov M.I., Epishin A.I., Galiev, F.F. Porosity of nickel nanopowder compacts consolidated by gas extrusion. Inorganic Materials: Applied Research, 2023, v. 14, pp. 1497 – 1499. https://doi.org/10.1134/S2075113323050039
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Оценка давления газа в закрытых порах ультразвуковым методом

С. И. Аверин, М. И. Алымов

Разработан методический подход к исследованию давления газа в закрытых порах твердых тел методом ультразвукового сканирования образца. Предложено учитывать свойство не идеальности газа в порах, что позволяет вычислить давление газа в закрытых порах неразрушающим методом. Показана возможность выделения скорости звука в поре из общей скорости звука при ультразвуковом сканировании. Представлены данные аппроксимации скорости звука в зависимости от давления для различных газов и смесей газов. Проведена оценка применимости ультразвукового сканирования для экспериментального определения давления в порах для разных газов.

Ключевые слова: давление в порах, порошковая металлургия, пористость, закрытые поры, газонаполненные поры, скорость звука в порах, ультразвуковой метод.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-79-86
Аверин Сергей Иванович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и физического материаловедения, E-mail: qqzz@mail.ru.
Алымов Михаил Иванович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (142432, Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8), доктор технических наук, член-корреспондент РАН, директор ИСМАН, специалист в области порошковой металлургии, материаловедения и нанопорошковых материалов. E-mail: alymov@ism.ac.ru.
Ссылка на статью:
Аверин С. И., Алымов М. И. Оценка давления газа в закрытых порах ультразвуковым методом. Перспективные материалы. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 79 – 86. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-79-86
Литература содержит 31 ссылку.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Аверин С. И., Алымов М. И. Оценка давления газа в закрытых порах ультразвуковым методом. Перспективные материалы. Перспективные материалы, 2025, № 9, c. 79 – 86. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-9-79-86
  1. Левинский Ю.В. Теория поведения газонаполненных пор в кристаллических и аморфных телах. Вестник МИТХТ, 2010, т.5, № 1, с.17 − 42. / Levinsky Yu.V. Teoriya povedeniya gazonapolnenny`x por v kristallicheskix i amorfny`x telax [The theory of behavior of gasfulled pores in crystalline and amorfhous bodys]. Vestnik MITHT [MITHT Bulletin], 2010, v. 5, no. 1, pp.17 − 42. (In Russ.).
  2. Душин М.И., Донецкий К.И., Караваев Р.Ю. Уста­новление причин образования пористости при изготовлении ПКМ. Труды ВИАМ: электронный научно-технический журнал, 2016, № 6 (42), с. 68 − 78. DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-6-8-8. / Dushin M.I., Donetski K.I., Karavaev R.Y. Ustanovlenie prichin obrazovaniya poristosti pri izgotovlenii PKM [Identification of the reasons of porosity formation when manufacturing composites]. Trudy` VIAM: e`lektronny`j nauchno-texnicheskij zhurnal [Proceedings of VIAM], 2016, v.6 (42), pp. 68 − 78. (In Russ.). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-6-8-8.
  3. Каблов Е.Н., Орлов М.Р., Оспенникова О.Г. Механизмы образования пористости в монокристал­лических лопатках турбины и кинетика ее устранения при горячем изостатическом прессовании. В сб. Авиационные материалы и технологии: ВИАМ 80 лет. Москва, ВИАМ, 2012, с. 117 − 129. / Kablov E.N., Orlov M.P., Ospennikova O.G. Mexanizmy` obrazovaniya poristosti v monokristal­licheskix lopatkax turbiny` i kinetika ee ustraneniya pri goryachem izostaticheskom pressovanii [Porosity generation mechanisms in the single-crystal turbine blades and the kinetics of their elimination during hot isostatic pressing]. V sb. Aviacionny`e materialy` i texnologii: VIAM 80 let. [In: Aviation materials and technologies: VIAM is 80 years old]. Moscow, VIAM, 2012, pp.117 − 129. (In Russ.).
  4. Гегузин Я.Е. Физика спекания. Москва, ЛЕНАНД, 2019, 310 с. / Geguzin Ya.E. Fizika spekaniya [Physics of sintering]. Moscow, LENAND Publ., 2019, 310 p. (In Russ.).
  5. Slezov V.V., Panich A.E., Abyzov A.S. Diffusional evolution of gas-filled pores during the sintering of a ceramic. Powder Metallurgy and Metal Cerarmcs, 1996, v. 34, no.9, pp. 534 − 538. DOI: 10.1007/BF005599634.
  6. Алымов М.И., Аверин С.И., Петров Е.В. Метод оценки внутреннего давления газа в порах модельного сферического образца. Деформация и разрушение материалов, 2022, № 11, с. 37 − 40. DOI: 10.31044/1814-4632-2022-11-37-40. / Alymov M.I., Averin S.I., Petrov E.V. Method for estimating the internal gas pressure in the pores of a model spherical sample. Russian Metallurgy (Metally), 2023, no. 4, pp. 522 − 525. DOI: 10.1134/S0036029523040043.
  7. Алымов М.И., Галиев Ф.Ф., Сайков И.В., Петров Е.В. Влияние размера газонаполненных пор и давления газа в порах на объёмный модуль упругости материала. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 73 − 78. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-73-78. / Alymov M.I., Galiev F.F., Saikov I.V., Petrov E.V. Vliyanie razmera gazonapolnenny`x por i davleniya gaza v porax na ob``yomny`j modul` uprugosti materiala [Influence of the size of gas-filled pores and gas pressure in pores on the bulk modulus of elasticity of the material]. Perspektivnye Materialy [Advanced materials], 2024, v.12, pp.73 − 78. (In Russ.). DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-73-78.
  8. Ландау Л., Лифшиц Е. Теоретическая физика. Т. 6. Гидродинамика. Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2001, 736 с. / Landau L., Lifshits E. Teoreticheskaya fizika. T. 6. Gidrodinamika [Theoretical Physics. V. 6. Hydrodynamics]. Moscow, FIZMATLIT Publ., 2001, 736 p. (In Russ.).
  9. Савельев И.В. Курс общей физики: Молекулярная физика и термодинамика. Москва, Астрель, 2001, т. 3, 208 с. / Savelyev I.V. Kurs obshhej fiziki: Molekulyarnaya fizika i termodinamika [Course of general physics: Molecular physics and thermodynamics]. Moscow, Astrel Publ., 2001, v. 3, 208 p. (In Russ.).
  10. Wegge R., McLinden M.O., Perkins R.A., Richter M., Span R. Speed-of-sound measurements in (argon+carbon dioxide) over the temperature range from (275 to 500) K at pressures up to 8MPa. The Journal of Chemical Thermodynamics, 2016, v. 99, pp. 54 − 64. https://doi.org/10.1016/j.jct.2016.03.036.
  11. Секоян С.С., Шлегель В.Р., Бацанов С.С., Гаврилкин С.М., Поярков К.Б., Гурков А.А., Дуров А.А. Влияние пористости и дисперсности материалов на скорость распространения звуковых волн. Прикладная механика и техническая физика, 2009, т. 50, № 4 (296), с. 121 − 127. / Sekoyan S.S., Shlegel’ V.R., Batsanov S.S., Gavrilkin S.M., Poyarkov K.B., Gurkov A.A., Durov A.A. Effect of the porosity and particle size of materials on sound-wave velocity. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2009, v. 50, no. 4, pp. 646 − 650. https://doi.org/10.1007/s10808-009-0086-y.
  12. Estrada-Alexanders A.F., Trusler J.P.M. Speed of sound in carbon dioxide at temperatures between (220 and 450) K and pressures up to 14 MPa. The Journal of Chemical Thermodynamics, 1998, v. 30, no. 12, pp. 1589 – 1601. https://doi.org/10.1006/jcht.1998.0428.
  13. Канищев Б.Э., Питаевская Л.Л., Гутман С.Л., Скорость звука в азоте, углекислом газе и их смесях при высоких давлениях. Докл. АН СССР, 1981, т. 257, № 6, с. 1348 – 1351. / Kanishchev B.É., Pitaevskaya L.L., Gutman S.L. Skorost’ zvuka v azote, uglekislom gaze i ih smesyah pri vysokih davleniyah [Sound velocity in nitrogen, carbon dioxide, and their mixtures at high pressures]. Dokl. AN SSSR [Dokl. Academy of Sciences USSR], 1981, v. 257, no.6, pp. 1348 – 1351. (In Russ.).
  14. Hagermann A., Zarnecki J. Speed of sound in nitrogen as a function of temperature and pressure. Journal of the Acoustical Society of America, 2005, v. 118, no.3, pp.1272 – 1273. DOI: 10.1121/1.2000748.
  15. Качанов Ю.Л., Канищев Б.Э., Питаевская Л.Л. Скорость звука в аргоне и смесях гелий – аргон и азот – углекислый газ при высоких давлениях. Инженерно-физический журнал, 1983, т. 44, № 1, с. 5 − 8. https://doi.org/10.1007/BF00826693. / Kachanov Y.L., Kanishchev B.É., Pitaevskaya L.L. Velocity of sound in argon and in helium-argon and nitrogen-carbon dioxide gas mixtures at high pressures. Journal of Engineering Physics, 1983, v. 44, pp. 1 – 4. https://doi.org/10.1007/BF00826693.
  16. Ahmadi P., Chapoy A., Tohidi B. Density, speed of sound and derived thermodynamic properties of a synthetic natural gas. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2017, v. 40, pp. 249 – 266. doi: 10.1016/j.jngse.2017.02.009.
  17. Leble S., Perelomova A., Ku’smirek-Ochrymiuk M. Nonlinear parameters and sound speed in acoustics and its evaluation for real gases and liquid. Hydroacoustics, 2001, v. 4, pp. 139 − 142.
  18. Верещагин Д.А. Термодинамические потенциалы и скорость звука в неидеальных газах. Труды Международных школ-семинаров “Методы дискретных особенностей в задачах математической физики”. Выпуск 2. Орёл, ОГУ, 2003, с. 20 − 25. / Vereshchagin D.A. Termodinamicheskie potencialy` i skorost` zvuka v neideal`ny`x gazax [Thermodynamic potentials and speed of sound in non-ideal gases]. Proceedings of the International School-Seminars “Methods of discrete singularities in problems of mathematical physics”. Issue 2, Oryol, OGU Publ., 2003, pp. 20 − 25. (In Russ.).
  19. Vereshchagin D.A., Kaminskaya A.M Speed of a sound in nonideal gas. Hydroacoustics, Polish Acoustical Society, Gdańsk, 2002, v. 5, pp. 53 − 56.
  20. Mamedov B.A., Somuncu E., Askerov I.M. Evaluation of speed of sound and specific heat capacities of real gases. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 2018, pp. 1 – 15. DOI: 10.2514/1.t5285.
  21. Питаевская Л.Л., Билевич А.В., Исакова Н. Б. Скорость распространения ультразвука в аргоне при давлениях до 4 кбар и температурах 25 – 200 °C. Докл. АН СССР, 1969, т. 184, № 6, с. 1315 – 1316. / Pitaevskaya L.L., Bilevich A.V., Isakova N.B. Skorost’ rasprostraneniya ul’trazvuka v argone pri davleniyah do 4 kbar i temperaturah 25-200°C [Rate of propagation of ultrasound in argon at pressures up to 4 Kbars and temperatures from 25 to 200 °C]. Dokl. AN SSSR [Dokl. Academy of Sciences USSR], 1969, v. 184, no. 6, pp. 1315 – 1316. (In Russ.).
  22. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. Справочник. Москва, Атомиздат, 1976, 1006 с. Kikoin I.K. Tablicy fizicheskix velichin. Spravochnik [Tables of physical quantities. Reference book]. Moscow, Atomizdat Publ., 1976, 1006 p. (in Russ.).
  23. Питаевская Л.Л., Попов А.А. Скорость звука в смесях гелия с углекислым газом при высоких давлениях. Докл. АН СССР, 1991, т. 316, № 5, с. 1112 – 1116. / Pitaevskaya L.L., Popov A.A. Skorost’ zvuka v smesyah geliya s uglekislym gazom pri vysokih davleniyah [The speed of sound in mixtures of helium and carbon dioxide at high pressures]. Dokl. AN SSSR [Dokl. Academy of Sciences USSR], 1991, v. 316, no. 5, pp. 1112 − 1116. (In Russ.).
  24. Wedler С., Trusler J.P.M. Speed of sound measurements in helium at pressures from 15 to 100 MPa and temperatures from 273 to 373 K. Journal of Chemical & Engineering Data, 2023, v. 68, no. 6, pp. 1305 − 1312. DOI: 10.1021/acs.jced.3c00083.
  25. Chen H., Zheng J., Xu P., Li L., Liu Y., Bie H. Study on real-gas equations of high pressure hydrogen. International Journal of Hydrogen Energy, 2010, v. 35, no. 7, pp. 3100–3104. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2009.08.0.
  26. Dubberke F.H, Riepold M., Baumhögger E., Vrabec J. Speed of sound of oxygen in supercritical states up to 500 K and 100 MPa. Journal of Chemical and Engineering Data, 2016, v. 61, no. 4, pp. 1632 − 1636. DOI: 10.1021/acs.jced.5b01007.
  27. Lin C.-W., Trusler J.P.M. Speed of sound in (carbon dioxide + propane) and derived sound speed of pure carbon dioxide at temperatures between (248 and 373) K and at pressures up to 200 MPa. Journal of Chemical & Engineering Data, 2014, v. 59, no. 12, pp. 4099 − 4109. DOI: 10.1021/je5007407.
  28. Khalajzadeh V., Carlson K.D., Backman D.G., Beckermann С. A pore-centric model for combined shrinkage and gas porosity in alloy solidification. Metallurgical and Materials Transactions A, 2017, v. 48, pp. 1797 – 1816. https://doi.org/10.1007/s11661-016-3940-6.
  29. Бацанов С.С. Аддитивный метод расчета скорости звука в пористом материале. Неорганические материалы, 2007, т. 43, № 10, с. 1195 − 1197. / Batsanov S.S. An additive method for calculation of the sound velocity in porous materials. Inorganic Materials, 2007, v. 43, no. 10, pp. 1070 – 1072. https://doi.org/10.1134/S0020168507100081.
  30. Krammer M., Schmid A., Siebenhofer M., Bumberger A.E., Herzig C., Limbeck A., Kubicek M., Fleig J. Formation and detection of high-pressure oxygen in closed pores of solid oxide electrolysis nodes. ACS Applied Energy Materials, 2022, v. 5, no. 7, pp. 8324 − 8335. DOI: 10.1021/acsaem.2c00888.
  31. Алымов М.И., Епишин А.И., Галиев Ф.Ф. Пористость консолидированных методом газовой экструзии компактов из никелевых нанопорошков. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 80 − 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-80-84. / Alymov M.I., Epishin A.I., Galiev, F.F. Porosity of nickel nanopowder compacts consolidated by gas extrusion. Inorganic Materials: Applied Research, 2023, v. 14, pp. 1497 – 1499. https://doi.org/10.1134/S2075113323050039
Made on
Tilda