5.4.1. Научная проблема, на решение которой направлено исследование.
Проект направлен на решение проблемы высокотемпературного материаловедения, связанной с отсутствием термодинамических данных об энтальпиях образования иттрий- и неодим-галлиевых гранатов.
5.4.2. Актуальность проблемы, научная значимость решения проблемы.
Актуальность и научная значимость работы обусловлены тем, что отсутствие фундаментальных термодинамических данных ограничивает возможности физико-химического моделирования процессов парообразования и оценки термической стабильности перспективных оптических и лазерных материалов на основе сложных галлатов.
5.4.3. Конкретная задача в рамках проблемы, на решение которой направлен проект, ее масштаб.
Основная задача проекта состоит в определении стандартных энтальпий образования гранатов Y3Ga5O12 и Nd3Ga5O12. В масштабах проекта для решения этой задачи потребуется синтезировать и исследовать 6 индивидуальных соединений в системах Y2O3-Ga2O3 и Nd2O3-Ga2O3.
5.4.4. Научная новизна поставленной задачи, обоснование достижимости решения поставленной задачи и возможности получения запланированных результатов.
Научная новизна исследования заключается в получении новых экспериментальных значений стандартных термодинамических функций указанных фаз, а для ряда соединений впервые. Обоснование достижимости заявленных целей обеспечивается доступом к специализированному масс-спектрометру МС-1301, а также применением надежного апробированного расчетного подхода для обработки масс-спектрометрических данных.
5.4.5. Современное состояние исследований по данной проблеме.
Современное состояние исследований по данной проблеме характеризуется тем, что в литературе имеются лишь результаты теоретических расчетов для ряда редкоземельных галлатов, а также экспериментальные значения энтальпий образования, отнесенные к температуре 977 К. При этом достоверные экспериментальные данные о стандартных энтальпиях образования (при 298.15 К) как целевых гранатов, так и продуктов их высокотемпературного распада отсутствуют.
5.4.6. Предлагаемые методы и подходы в исследовании, общий план работы на весь срок выполнения исследования.
Методом исследования выступает высокотемпературная масс-спектрометрия. Поскольку диссоциативное испарение гранатов сопровождается преимущественным переходом в пар летучих форм оксида галлия и образованием конденсированных фаз, обедненных данным компонентом, общий план работы включает последовательное изучение процессов испарения 6 соединений в системах Y2O3-Ga2O3 и Nd2O3-Ga2O3. При этом для расчета искомых величин целевых гранатов будет применен апробированный подход, предполагающий поэтапное вычисление термодинамических функций образующихся промежуточных галлатов через энтальпии реакций их испарения