najoNanosystems: Physics, Chemistry, MathematicsНаносистемы: физика, химия, математика2220-80542305-7971Университет ИТМОnajo-1393Research ArticleCHEMISTRYХИМИЯFormation of the Complexly organized nanostructures based on the FeOx–SiO2–TiO2 systemФормирование сложноорганизованных наноструктур на основе системы FeOx–SiO2–TiO2КирилловаС. А.KirillovaS. A.

Кириллова Светлана Анатольевна, ассистентДомашний адрес: 195267, г. Санкт-Петербург, Гражданский пр., д.110, корп. 1, кв. 191Домашний телефон: 8(812)-532-52-92Мобильный телефон: +7-921-363-32-73

Kirillova Svetlana Anatolievna, assistantPersonal address: 195267, St. Petersburg, Grazhdanskiy pr, d.110, Bldg. 1, Apt. 191Home phone number: 8(812)-532-52-92Mobile phone number: +7-921-363-32-73

refractory-sveta@mail.ruАльмяшевВ. И.AlmjashevV. I.

Альмяшев Вячеслав Исхакович, ассистентДомашний адрес: 197373, г. Санкт-Петеpбуpг, пр. Авиаконструкторов, д.24, кв. 173Домашний телефон: 8(812)-307-85-77Мобильный телефон: +7-921-797-00-39

Almjashev Vyacheslav Iskhakovich, assistantPersonal address: 197373, St. Petersburg, pr Aviakonstruktorov, 24, Apt. 173Home phone number: 8(812)-307-85-77Mobile phone number: +7-921-797-00-39

vac@mail.ruСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)St. Petersburg Electrotechnical University “LETI”2012240820253698104Copyright © Kirillova S.A., Almjashev V.I., 20252025Кириллова С.А., Альмяшев В.И.Kirillova S.A., Almjashev V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nanojournal.ifmo.ru/jour/article/view/1393

The results of investigation of the influence of heat treatment parameters on the complexly organized structures formation in the FeOx–SiO2–TiO2 system are presented. It is shown that the spinodal decomposition mechanism of the liquid phases is a general nature and can be used to create materials with hierarchical organization of structure elements. Examples and ways of the nanoscale elements formation are given.

Представлены результаты исследования влияния параметров температурной обработки на формирование сложноорганизованных структур в системе FeOx–SiO2–TiO2. Показано, что спинодальный механизм распада жидких фаз носит общий характер и может быть использован для создания материалов с иерархической организацией элементов структуры. Приведены примеры и указаны пути формирования элементов наноразмерного масштаба.

сложноорганизованная наноструктураспинодальный распадфазовая диаграмматвердые растворыдиоксид кремниядиоксид титанаоксиды железаcomplexly organized nanostructurespinodal decompositionphase diagramsolid solutionssilicon dioxidetitanium dioxideiron oxidesРабота выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 11-08-00267-а).ReferencesТретьяков Ю.Д., Метлин Ю.Г. Фундаментальные физико-химические принципы в неорганическом материаловедении // ЖВХО. — 1991. — Т. 36, № 4. — С. 265-270.Третьяков Ю.Д., Метлин Ю.Г. Фундаментальные физико-химические принципы в неорганическом материаловедении // ЖВХО. — 1991. — Т. 36, № 4. — С. 265-270.Стрелов К.К. Структура и свойства огнеупоров. 2-е изд., перераб. — М.: Металлургия, 1982. — 205 с.Стрелов К.К. Структура и свойства огнеупоров. 2-е изд., перераб. — М.: Металлургия, 1982. — 205 с.Третьяков Ю.Д. Процессы самоорганизации в химии материалов // Успехи химии. — 2003. — Т. 72, № 8. — С. 731-763.Третьяков Ю.Д. Процессы самоорганизации в химии материалов // Успехи химии. — 2003. — Т. 72, № 8. — С. 731-763.Kündig A.A., Ohnuma M., Ping D.H., Ohkubo T., Hono K. In situ formed two-phase metallic glass with surface fractal microstructure // Acta Mater. — 2004. — V. 52, No 8. — P. 2441-2448.Kündig A.A., Ohnuma M., Ping D.H., Ohkubo T., Hono K. In situ formed two-phase metallic glass with surface fractal microstructure // Acta Mater. — 2004. — V. 52, No 8. — P. 2441-2448.Kazin P.E., Trusov L.A., Kushnir S.E., Yaroshinskaya N.V., Petrov N.A., Jansen M. Hexaferrite Submicron and Nanoparticles with Variable Size and Shape via Glass-Ceramic Route // Journal of Physics: Conference Series. — 2010. — V. 200, No 7. — P. 072048.Kazin P.E., Trusov L.A., Kushnir S.E., Yaroshinskaya N.V., Petrov N.A., Jansen M. Hexaferrite Submicron and Nanoparticles with Variable Size and Shape via Glass-Ceramic Route // Journal of Physics: Conference Series. — 2010. — V. 200, No 7. — P. 072048.Грачева И.Е., Гареев К.Г., Мошников В.А., Альмяшев В.И. Исследование нанокомпозиционных материалов с иерархической структурой на основе системы Y-Fe-Si-O // Наносистемы: физика, химия, математика. — 2012. — Т. 3, № 5. — С. 111-124.Грачева И.Е., Гареев К.Г., Мошников В.А., Альмяшев В.И. Исследование нанокомпозиционных материалов с иерархической структурой на основе системы Y-Fe-Si-O // Наносистемы: физика, химия, математика. — 2012. — Т. 3, № 5. — С. 111-124.DeHoff R.T. Engineering of Microstructures // Materials Research. — 1999. — V. 2, No. 3. — P. 111-126.DeHoff R.T. Engineering of Microstructures // Materials Research. — 1999. — V. 2, No. 3. — P. 111-126.Галахов Ф.Я., Варшал Б.Г. О причинах ликвации в простых силикатных системах // Труды Первого всесоюзного симпозиума «Ликвационные явления в стеклах», Ленинград, 16-18 апреля 1968, Л.: Наука, 1969, 6-11.Галахов Ф.Я., Варшал Б.Г. О причинах ликвации в простых силикатных системах // Труды Первого всесоюзного симпозиума «Ликвационные явления в стеклах», Ленинград, 16-18 апреля 1968, Л.: Наука, 1969, 6-11.Порай-Кошиц Е.А., Аверьянов В.И. О явлениях первичного и вторичного расслаивания в стеклах // Труды Первого всесоюзного симпозиума «Ликвационные явления в стеклах», Ленинград, 16-18 апреля 1968, Л.: Наука, 1969, 26-30.Порай-Кошиц Е.А., Аверьянов В.И. О явлениях первичного и вторичного расслаивания в стеклах // Труды Первого всесоюзного симпозиума «Ликвационные явления в стеклах», Ленинград, 16-18 апреля 1968, Л.: Наука, 1969, 26-30.Ходаковская Р.Я. Химия титансодержащих стекол и ситаллов. М.: Химия, 1978, 288 с.Ходаковская Р.Я. Химия титансодержащих стекол и ситаллов. М.: Химия, 1978, 288 с.Галахов Ф.Я. Высокотемпературная микропечь для изучения гетерогенных равновесий в системах тугоплавких оксидов. – В кн.: Современные методы исследования силикатов и строительных материалов. М., 1961, С. 178-182.Галахов Ф.Я. Высокотемпературная микропечь для изучения гетерогенных равновесий в системах тугоплавких оксидов. – В кн.: Современные методы исследования силикатов и строительных материалов. М., 1961, С. 178-182.Мезенцева Л.П., Попова В.Ф., Альмяшев В.И., Ломанова Н.А., Уголков В.Л., Бешта С.В., Хабенский В.Б., Гусаров В.В. Фазовые и химические превращения в системе SiO2–Fe2O3(Fe3O4) при различных парциальных давлениях кислорода // Журнал неорганической химии. — 2006. — Т. 51, № 1. — С. 126-133.Мезенцева Л.П., Попова В.Ф., Альмяшев В.И., Ломанова Н.А., Уголков В.Л., Бешта С.В., Хабенский В.Б., Гусаров В.В. Фазовые и химические превращения в системе SiO2–Fe2O3(Fe3O4) при различных парциальных давлениях кислорода // Журнал неорганической химии. — 2006. — Т. 51, № 1. — С. 126-133.Smith D.Y., Black C.E., Homes C.C., and Shiles E. Optical properties of TiO2–SiO2 glass over a wide spectral range // physica status solidi (c). — 2007. — V. 4, No. 3. — P. 838-842.Smith D.Y., Black C.E., Homes C.C., and Shiles E. Optical properties of TiO2–SiO2 glass over a wide spectral range // physica status solidi (c). — 2007. — V. 4, No. 3. — P. 838-842.Воронцов А.В., Козлов Д.В., Смирниотис П.Г., Пармон В.Н. Фотокаталитическое окисление на TiO2. I. Фотокатализаторы для жидкофазных и газофазных процессов и фотокаталитическая деструкция имитантов боевых отравляющих веществ в жидкой фазе // Кинетика и катализ. — 2005. — Т. 46, № 2. — С. 203-218.Воронцов А.В., Козлов Д.В., Смирниотис П.Г., Пармон В.Н. Фотокаталитическое окисление на TiO2. I. Фотокатализаторы для жидкофазных и газофазных процессов и фотокаталитическая деструкция имитантов боевых отравляющих веществ в жидкой фазе // Кинетика и катализ. — 2005. — Т. 46, № 2. — С. 203-218.Navarrete J., Lopez T., Gomez R., Figueras F. Surface Acidity of Sulfated TiO2–SiO2 Sol-Gels // Langmuir. — 1996. — V. 12, No. 18. — P. 4385-4390.Navarrete J., Lopez T., Gomez R., Figueras F. Surface Acidity of Sulfated TiO2–SiO2 Sol-Gels // Langmuir. — 1996. — V. 12, No. 18. — P. 4385-4390.Кириллова С.А., Альмяшев В.И., Гусаров В.В. Спинодальный распад в системе SiO2–TiO2 и формирование иерархически организованных наноструктур // Наносистемы: физика, химия, математика. — 2012. — Т. 3, № 2. — С. 100-115.Кириллова С.А., Альмяшев В.И., Гусаров В.В. Спинодальный распад в системе SiO2–TiO2 и формирование иерархически организованных наноструктур // Наносистемы: физика, химия, математика. — 2012. — Т. 3, № 2. — С. 100-115.Li X., John V.T., Zhan J., He G., He J., Spinu L. The Synthesis of Mesoporous TiO2/SiO2/Fe2O3 Hybrid Particles Containing Micelle- Induced Macropores through an Aerosol Based Process // Langmuir. — 2011. — V. 27, No. 10. — P. 6252-6259.Li X., John V.T., Zhan J., He G., He J., Spinu L. The Synthesis of Mesoporous TiO2/SiO2/Fe2O3 Hybrid Particles Containing Micelle- Induced Macropores through an Aerosol Based Process // Langmuir. — 2011. — V. 27, No. 10. — P. 6252-6259.Parma A., Freris I., Riello P., Cristofori D., Fernández C.J., Amendola V., Meneghetti M., and Benedetti A. Structural and magnetic properties of mesoporous SiO2 nanoparticles impregnated with iron oxide or cobalt-iron oxide nanocrystals // J. Mater. Chem. — 2012. — V. 22. — P. 19276–19288.Parma A., Freris I., Riello P., Cristofori D., Fernández C.J., Amendola V., Meneghetti M., and Benedetti A. Structural and magnetic properties of mesoporous SiO2 nanoparticles impregnated with iron oxide or cobalt-iron oxide nanocrystals // J. Mater. Chem. — 2012. — V. 22. — P. 19276–19288.Wang S.X., Li G. Advances in Giant Magnetoresistance Biosensors With Magnetic Nanoparticle Tags: Review and Outlook // IEEE Trans. Magn. — 2008. — V. 44, No 7. — P. 1687-1702.Wang S.X., Li G. Advances in Giant Magnetoresistance Biosensors With Magnetic Nanoparticle Tags: Review and Outlook // IEEE Trans. Magn. — 2008. — V. 44, No 7. — P. 1687-1702.Pentcheva R., Nabi H.S. Interface magnetism in Fe2O3/FeTiO3 heterostructures // Phys. Rev. B. — 2008. — V. 77. — P. 172405-172408.Pentcheva R., Nabi H.S. Interface magnetism in Fe2O3/FeTiO3 heterostructures // Phys. Rev. B. — 2008. — V. 77. — P. 172405-172408.Nabi H.S., Pentcheva R. Effect of strain on the stability and electronic properties of ferrimagnetic Fe2−xTixO3 heterostructures from correlated band theory // J. Appl. Phys. — 2009. — V. 106, No 7. — P. 073912-073915.Nabi H.S., Pentcheva R. Effect of strain on the stability and electronic properties of ferrimagnetic Fe2−xTixO3 heterostructures from correlated band theory // J. Appl. Phys. — 2009. — V. 106, No 7. — P. 073912-073915.Almjashev V.I., Gusarov V.V., Khabensky V.B., Bechta S.V., Granovsky V.S. // OECD/NEA MASCA2 Seminar 2007, Cadarache, France, 11-12 October 2007, 2007, paper 3.3.Almjashev V.I., Gusarov V.V., Khabensky V.B., Bechta S.V., Granovsky V.S. // OECD/NEA MASCA2 Seminar 2007, Cadarache, France, 11-12 October 2007, 2007, paper 3.3.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.