Зав. отделом: КОНСТАНТИНОВА Татьяна Евгеньевна,
доктор физико-математических наук, профессор
Направления научных исследований: Физика и технология перспективных материалов. Наноматериалы и нанотехнологии: исследование формирования наночастиц в оксидных системах в процессах химического синтеза с использованием интенсивных физических воздействий (микроволновое воздействие, импульсные магнитные поля, ультразвук, высокие давления); исследование структурной гетерогенности и мультимасштабных явлений в сложных системах типа АВО3 и АО2. Фазовые переходы. Структура и свойства: исследование влияния структурного состояния и размера структурных элементов на механизмы и закономерности фазовых превращений в керамических оксидных и металлических материалах; исследование мартенситных переходов под влиянием механических напряжений.
Основные результаты
С помощью методов РСА, ПЭМ, ЯМР и ЭПР, ИК-спектроскопии, компьютерного моделирования выяснены основные механизмы и установлены закономерности формирования нанокристаллов диоксида циркония из аморфного гидроксида. Показано, что процесс образования нанокристаллов является многостадийным, определяется явлениями дегидратации и дегидроксилизации. Он включает в себя последовательность формирования упорядоченных структур мезоскопического масштаба. Установлено, что с помощью микроволнового воздействия, импульсного магнитного поля и ультразвукового воздействия в сочетании с термической обработкой можно создать условия для образования неагломерированных монодисперсных наночастиц заданного размера в интервале 7–25 нм.
На основе экспериментального и теоретического исследований разработаны представления о природе тетрагонально-моноклинного перехода в нанокристаллах ZrO2–3 mol% Y2O3 при гидростатическом обжатии порошковой системы в условиях высокого давления, позволяющие управлять процессами компактирования и спекания.
Установлено, что в металлических материалах с высокой плотностью дислокаций пластическая деформация может осуществляться путем образования локальных дипольных изгибов кристаллической решетки, которые предлагается рассматривать как объемные дефекты мезоуровня – «диспланации», а соответствующий механизм деформации считать изгибным. Построена дислокационная модель нового мезодефекта.
Прикладные исследования
Разработана технология получения оксидных нанопорошков, реализованная для систем на основе ZrO2, LaMnO3 и др.,(TiO2, совместно НТЦ «Реактивэлектрон»).
Использование нанопорошков в производстве керамики увеличивает срок службы керамических изделий более чем в 10 раз. Это подтверждается эксплуатационными испытаниями (плунжеры в гидрооборудовании на шахте им. Засядько, г.Донецк).
Научное сотрудничество
Институты НАН Украины:
Институт металлофизики им. Г.В.Курдюмова (г.Киев); Институт проблем материаловедения им. И.М.Францевича (г.Киев); НТЦ «Реактивэлектрон» (г.Донецк); НТК «Институт монокристаллов» (г.Харьков); Институт физической химии Польской АН (г.Варшава, Польша); Университет Лион-1 (Франция); Университет г.Неаполя (Италия); Институт физики (г.Прага, Чехия); Химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева (г.Москва, Россия); Институт физики твердого тела и полупроводников НАН Беларуси (г.Минск, Беларусь); Национальный институт материаловедения (Цукуба, Ибараки, Япония). Выполняются работы по международным грантам (УНТЦ, NATO “Science for Peace”).
Избранные публикации
1. Т.Е.Константинова. Мезоструктура деформированных сплавов. Донецк. Изд. ДонФТИ НАНУкраины 170 (1997)
2. T.E.Konstantinova, I.A.Danilenko, N.P.Pilipenko, G.K.Volkova. Nanomaterials for SOFC Electrolytes and anodes on the base of zirconia. Electrochemical Societty Proceedings 1934 (2003-07), 153 (2003).
3. N.V.Tokiy, T.E.Konstantinova, V.V.Tokiy D.L.Savina Influence of oxigen vacancies and 26 d-impurity on electronic and transport properties of zirconia. Electroch. Soc. Proc.1934 (2003-07), 181 (2003).
4. T.E.Konstantinova, I.A.Danilenko, A.A.Dobrikov, G.K.Volkova, V.V.Tokiy, S.Gorban. TEM, ESR and XRD studies of thermally induced formation of nanocrystalline zirconia. Advances in Science and Technology 30, 187 (2003).
5. Y.A.Danilenko, T.E.Konstantinova, G.K.Volkova, A.S.Doroshkevich, V.A.Glasunova. Phase transformation in the synthesis of La0.7Sr03MnO3 nanopowders. Functional materials, 3 (11), 608 (2004).
6. Т.Е.Константинова, И.А.Даниленко, В.В.Токий, Г.К.Волкова, В.А.Глазунова, Н.В.Токий, Н.П.Пилипенко, А.С.Дорошкевич, И.К.Носолев. Нанопорошки на основе диоксида циркония: получение, исследование, применение. Наносистемы, наноматеріали, нанотехнологі 2 (2), 609 (2004)
7. Mesoscopic phenomena in oxide nanoparticles systems: processes of growth Journal of Nanoparticle Research. – V 13 Issue 9. – Р. 4015-4023 (2011) І. Danilenko,V. Glazunova, G. Volkova, O. Gorban.
8. T.E.Konstantinova, V.A,. Grain refinement mechanism for metal alloys deformed under high pressure Grain refinement mechanism for metal alloys deformed under high pressure. High Pressure Research. – Vol. 32, No. 1 (2012)
9. I. Prochazka, J. Cizek, O. Melikhova, T. Konstantinova, I. Danilenko and I. Yashchishyn. Positron Annihilation Study of Zirconia Nanopowders and Nanoceramics Stabilized by Magnesia and Ceria/ Journal of the American Ceramic Society. – Volume 97, Issue 3.– pp.982–989 (2014) ИФ 2.428
10. G. Volkova, O. Doroshkevych, A. Shylo, T. Zelenyak, V. Burkhovetskiy, I. Danilenko, and T. Konstantinova. Structural Evolution of Silicon Carbide Nanopowders during the Sintering Process/ Journal of Ceramics. – Volume 2014, 5 pages (2014)
11. I. Danilenko, S. Prokhorenko, T. Konstantinova,L. Ahkozov, V. Burkhovetski and V. Glazunova. Effect of small amount of alumina on structure, wear and mechanical properties of 3Y-TZP ceramics/ World Journal of Engineering. – Volume 11, Number 1, pp. 9-16 (2014) ИФ 0,782
12. Marharyta Lakusta, Igor Danilenko, Tetyana Konstantinova and Galina Volkova Influence of Obtaining Conditions on Kinetics of the Initial Sintering Stage of Zirconia Nanopowders/ Nanoscale Research Letters 11:238-244, (2016) DOI 10.1186/s11671-016-1452-3 ИФ ИФ 2,584
13. O. Gorban, S. Gorban., O. Zarechnaya, M. Kharchenko, T. Konstantinova Low temperature formation of interface of composited Y-Cu-Zr-O systems Effects of Surface and Interface in Oxide Nanoparticle System/ Nanomaterials Imaging Techniques, Surface Studies, and Applications. – Springer Proceedings in Physics, Vol. 183. – P. 543-551 (2016). DOI 10.1007/978-3-319-30737-4
