Вперше на підставі аналізу діаграм стану обмежувальних систем обгрунтовано вибір складів на базі ZrO ₂ у системі ZrO ₂-Y ₂O ₃-CeO ₂-Ai ₂O ₃ і проведено комплексне дослідження фізико-хімічних закономірностей у нанодисперсних порошках у процесі їх одержання за методом гідротермального розкладання в лужному середовищі та наступної термічної обробки. Визначено фізико-хімічні умови формування самоармованих і багатошарових композитів з підвищеними характеристиками міцності, а також біоінертних імплантатів головок ендопротезів кульшового суглобу з тривалою стійкістю до процесу лстаріння» в організмі людини. Результати дослідження є науковою основою мікроструктурного проектування дрібнозернистих матеріалів на базі ZrO ₂ у системі ZrO ₂-Y ₂O ₃-CeO ₂-Ai ₂O ₃, які мають підвищені міцнісні й інші характеристики.

Special features of the processes running in the nanocrystalline powders 90 wt. % ZrO2 (8CeO2, 2Y2O3) - 10 wt. % Al2O3 and 10 wt. % ZrO2 (8CeO2, 2Y2O3) - 90 wt. % Al2O3 on continuous heat treatment at 400 - 1300 <$E symbol Р>C are determined. It is found that the ordering of powders related to the transition from a disordered chaotic condition through a build-up of fluctuations to the formation of new intermediate phases occurs. The obtained results are used in the design of bioimplants and multilayer cutting tools for medicine.

Створено випарники на основі Al₂O₃ для електронно-променевого випаровування оксиду заліза для цілеспрямованої доставки ліків у живому організмі. Випарники є інертними до розплаву оксиду заліза, характеризуються високими вогнетривкістю та термостійкістю. Склад композиту (мас. %) 80 Al₂O₃ - 20 ZrO₂. Склад твердого розчину на основі ZrO₂ (мол. %): 93 ZrO₂ - 2 Y₂O₃ - 5 CeO₂. Для одержання композиту використано комбінований метод: готовий порошок α - Al₂O₃ змішали з твердим розчином на основі ZrO₂, одержаним гідротермальним способом у лужному середовищі. Консолідацію випарників здійснено холодним одновісним пресуванням і спіканням на повітрі.

Вперше побудовано ізотермічні перерізи діаграми стану системи Al₂O₃ - TiO₂ - Y₂O₃ за 1 550 та 1 400 °C. Нових фаз і помітних областей гомогенності фаз на основі компонентів та подвійних сполук у потрійній системі не знайдено. Триангуляція системи визначається фазою Y₂T₂O₇, яка знаходиться у рівновазі зі сполуками Al₂TiO₅, Y₃Al₅O₁₂, YAlO₃, Y₄Al₂O₉ та компонентами системи TiO₂ - Al₂O₃. Система триангулюється на 6 вторинних трикутників, в яких очікуються трифазні евтектики. На 5-ти квазібінарних перерізах системи слід очікувати існування квазіподвійних евтектик.

Гідротермальним синтезом у лужному середовищі одержано нанокристалічні порошки твердого розчину на основі ZrO2 (мол.%): 97ZrO2 - 3Y2O3, 90ZrO2 - 2Y2O3 - 8CeO2 та досліджено зміну їх властивостей за термічного оброблення в інтервалі температур <$E400~-~1300~symbol Р roman C>. Для дослідження властивостей порошків використано методи рентгенофазового, диференційно-термічного та хімічного аналізів, електронної мікроскопії та метод БЕТ. Встановлено, що після гідротермального синтезу в порошках формується термодинамічно нерівноважна система, до складу якої входить суміш низькотемпературного метастабільного кубічного твердого розчину на основі ZrO2 (F-ZrO2) та тетрагонального твердого розчину на основі ZrO2 (T-ZrO2). Розмір первинних частинок не перевищує 10 - 15 нм. Питома поверхня порошків змінюється від 1 до 99 м<^>2/г.

Побудовано ізотермічний переріз діаграми стану системи Al2O3 - TiO2 - Gd2O3 за <$E1400~symbol Р roman C>. Нових фаз і помітних областей розчинності на основі компонентів і подвійних сполук у системі не виявлено. Встановлено, що триангуляція системи визначається фазою Gd2Ti2O7, яка знаходиться в рівновазі зі сполуками Al2TiO5, GdAlO3 та компонентами системи TiO2 - Al2O3. За <$E1400~symbol Р roman C> система триангулюється на 6 вторинних трикутників, в деяких з них вірогідна наявність трифазних евтектик. Слід очікувати існування квазіподвійних евтектик на трьох квазібінарних перерізах системи.

За допомогою методу гідротермального синтезу у лужному середовищі одержано нанокристалічні порошки системи ZrO2 - Y2O3 - CeO2. Для дослідження властивостей використано рентгенофазовий, диференціально-термічний аналізи та метод БЕТ. Встановлено, що після гідротермального синтезу в лужному середовищі в зразках формується термодинамічно нерівноважна система до якої входить суміш низькотемпературного тетрагонального твердого розчину (Т-ZrO2), та низькотемпературного метастабільного кубічного розчину (F-ZrO2). Визначено, що питома поверхня порошків змінюється від 94 до 107 м<^>2/г.

Побудовано ізотермічний переріз діаграми стану системи Al2O3 - ZrO2 - NiO при 1550 <$E symbol Р>С виявлено три області, в яких дві трьохфазні і одна двофазна, яка триангулює систему. Одержані дані будуть використані для створення анодів керамічних паливних комірок нового покоління.

Нанокристалічний порошок евтектичного складу одержано комбінованим методом: гідротермального синтезу у лужному середовищі / механічного змішування. Для дослідження властивостей одержаного порошку використано методи: електронної мікроскопії, рентгенофазовий, диференціально-термічний аналізи та метод БЕТ. Визначено, що після синтезу утворюється метастабільна суміш двох твердих розчинів на основі ZrO2: Т-ZrO2 і F-ZrO2. Порошок містить м'які агломерати частинок від 1 до 25 мкм. Питома поверхня отриманого порошку становить 60,57 м<^>2/г.

Проаналізовано роль угрупувань грунтових мікроорганізмів у перебігу біогеохімічних процесів у грунтах. Досліджено мікробіологічний аспект агрохімічної меліорації кислих грунтів при використанні нетрадиційних добрив. Установлено кількісний та якісний склад мікробоценозу грунту шляхом вивчення мікропейзажу досліджуваних грунтових зразків із застосуванням методу стекол обростання за М. Г. Холодним. Проведення вегетаційних дослідів із вирощування зернових культур здійснювалось за умов вапнування кислих грунтів сумішшю шламових відходів водоочищення теплоелектростанцій з органічними добривами. Визначено інтенсивність розвитку мікроорганізмів грунту після вапнування шламом або його сумішшю з органічними добривами, що показало у більшості випадків підвищення чисельності мікробних популяцій порівняно з контролем, що створює умови для підвищення біологічної активності грунту. Доведено, що вапнування сприяє розмноженню мікроорганізмів азотфіксаторів роду Azotobacter, сімейства Actinomycetacea - активних мінералізаторів органічної речовини. Запропонований спосіб окультурювання грунтів посилює біохімічну, ферментативну активність грунтового мікробоценозу, інтенсифікує процеси мінералізації та трансформації органічної речовини, у тому числі нітрогеновмісної. Показано, що перевагами запропонованого підходу щодо відновлення родючості кислих грунтів є нетривалий термін реалізації, виключення порушення екологічної рівноваги у грунтовому мікробоценозі агроекосистеми, а також низька собівартість і технічна нескладність.

Синтезовано нанокристалічний порошок ZTA складу (мас.%) 90 % Al2O3-10 % ZrO2 (Y2O3, CeO2) за допомогою комбінованого методу гідротермального синтезу/механічного змішування. Одержаний порошок відпалено за 400, 550, 700, 850, 1000, 1150, 1300 і <$E1450~symbol Р roman C> з двогодинною витримкою. Фізико-хімічні властивості нанокристалічного порошку досліджено за допомогою методів диференційно-термічного та рентгенофазового аналізів, сканувальної електронної мікроскопії і методу БЕТ. Показано, що за послідовного відпалу порошку зменшується швидкість спікання після <$E1000~symbol Р roman C>, про що свідчать результати зміни морфології. Характер зміни поведінки залежності питомої поверхні порошків від температури їх термічного оброблення пов'язаний із фазовими перетвореннями твердого розчину на основі ZrO2 та процесами спікання.

Наведено результати вивчення властивостей нанокристалічних порошків системи ZrO2 - Y2O3 - CeO2 - Al2O3 - CoO. Вихідні порошки складу 90 ваг.% ZrO2 (3Y2O3, 2CeO2) - 10 ваг.% Al2O3, леговані CoAl2O4, одержано за допомогою комбінованого методу гідротермального синтезу у лужному середовищі/механічного змішування. Склад твердого розчину на основі ZrO2 (моль %) - 95 % ZrO2 - 3 % Y2O3 - 2 % CeO2; вміст CoAl2O4 становить 5 та 30 ваг.%. Дослідження властивостей нанокристалічних порошків проведено за допомогою методів рентгенофазового аналізу, електронної мікроскопії, диференційно-термічного аналізу та методу БЕТ. Одержані результати буде використано під час цілеспрямованого вибору вихідних нанокристалічних порошків для мікроструктурного проектування забарвлених композитів системи ZrO2 - Y2O3 - CeO2 - Al2O3 - CoO.

Досліджено зміну фізико-хімічних властивостей нанокристалічних порошків системи ZrO2 - Y2O3 - CeO2 - Al2O3 - CoO, одержаних за допомогою комбінованого методу гідротермального синтезу/механічного змішування. Встановлено, що за присутності сполук кобальту знижуються температури фазових перетворень твердого розчину на основі ZrO2. Порошки характеризуються підвищеною активністю до спікання. Для обробки результатів дослідження морфології порошків використано програму АМІС. З застосуванням методу полум'яної атомно-абсорбційної спектрометрії визначено, що вірогідність вимивання кобальту з композитів системи ZrO2 - Y2O3 - CeO2 - Al2O3 - CoO не перевищує 0,2 мг/л. Одержані дані будуть використані для мікроструктурного проектування композитів синього кольору на основі ZrO2.

Встановлено характер фазових рівноваг у системі Al2O3 - TiO2 - Er2O3 за <$E1400~symbol Р roman C>, який відображено на ізотермічному перерізі діаграми стану системи при цій температурі. Досліджено взаємодію в системі, що визначається сполукою Er2T2O7, яка перебуває в рівновазі з більшістю фаз системи і визначає її триангуляцію. Нових фаз і помітних областей розчинності на основі компонентів та подвійних сполук в системі не знайдено. У трифазних областях слід очікувати наявність потрійних, а на квазібінарних перерізах - подвійних евтектичних точок.

Синтезовано нанокристалічний порошок ZTA (оксид алюмінію, підсилений оксидом цирконію) складу 70 % мас. Al2O3 - 30 % мac. ZrO2 (Y2O3, CeO2) комплексним методом: гідротермального синтезу з наступним механічним змішуванням. Одержаний порошок відпалено в інтервалі температур 400 - 1450 <$E symbol Р>C з двохгодинною витримкою. Фізико-хімічні властивості нанокристалічного порошку досліджено методами БЕТ, диференціально-термічного і рентгенофазового аналізів, скануючою електронною мікроскопією. За даними РФА у суміші після механічного змішування зафіксовано <$E alpha - roman {Al sub 2 O sub 3}> та F-ZrO2. В інтервалі 850 - 1000 <$E symbol Р>C фазовий перехід <$E roman {F-ZrO sub 2~symbol О~T-ZrO sub 2}> завершується. Характер температурної зміни питомої поверхні порошків та їх морфології свідчать про спікання порошку в інтервалі 1000 - 1450 <$E symbol Р>C.

Наведено принципи вибору матеріалів для використання як теплобар'єрних покриттів (ТБП). Стисло описано переваги та недоліки існуючих і нових методів нанесення ТБП. Після вимірювання теплопровідності та коефіцієнта термічного розширення належить встановити відсутність взаємодії таких матеріалів з термічно вирощеним оксидом алюмінію, потім визначити міцність, в'язкість руйнування, твердість і модуль Юнга. Знизити теплопровідність ТБП надає змогу підвищення його пористості та пригнічення спікання. Показано необхідність нанесення і недоліки багатошарових покриттів. У випадку задоволення всіх вимог до ТБП настає черга визначення корозійної стійкості ТБП до впливу Na2SO4, V2O5, P2O5, піску, вулканічного пилу в процесі експлуатації покриттів та способів захисту від руйнування. Окреслено перспективи і напрямки розвитку цих технологій.