danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2022-66-3-348-355dan-1073Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESМишени SiO2 : CuO (Cu°) для нанесения тонких пленок ионнолучевым распылением, полученные золь-гель методомSiO2 : CuO (Cu°) targets for depositing thin films of ion-beam spraying obtained by sol-gel methodАль-КамалиМ. Ф. С. Х.Al-KamaliM. F. S. H.

Аль-Камали Марван Ф. С. Х. – cоискатель мл. науч. сотрудника

ул. Пр-т Октября, 48, 246029, Гомель

Al-Kamali Marwan F. S. H. – External doctorate student Junior Researcher

48, Pr. Octiabria Str., 246029, Gomel

marwan.ye2@gmail.comБойкоА. А.BoikaA. A.

Бойко Андрей Андреевич – д-р техн. наук, доцент, проректор

ул. Пр-т Октября, 48, 246029, Гомель

Boika Andrei A. – D. Sc. (Engineering), Assistant Professor, Vice Rector

48, Pr. Octiabria Str., 246029, Gomel

boiko@gstu.byАль-ШамириХ. А. С.Al-ShamiriH. A. S.

Аль-Шамири Хамдан А. С. – д-р наук (физика), доцент

Биша

Таиз, Йемен

Al-Shamiri Hamdan A. S. – D. Sc. (Physics), Associate Professor

Bisha

Taiz, Yemen

Гомельский государственный технический университет имени П. О. СухогоSukhoi State Technical University of GomelУниверситет Биша; Таизский университетUniversity of Bisha; Taiz University202201072022663348355Copyright © Аль-Камали М.С., Бойко А.А., Аль-Шамири Х.С., 20222022Аль-Камали М.С., Бойко А.А., Аль-Шамири Х.С.Al-Kamali M.F., Boika A.A., Al-Shamiri H.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1073

Проведены исследования особенностей структурообразования композиционных неорганических материалов, формируемых на основе диоксида кремния, а именно – пирогенного кремнезема марки А-380 (техническое название – аэросил). Изучена возможность улучшения однородности распределения вводимых веществдопантов по поверхности SiO2-глобул, образующих каркас ксерогеля. Указанная цель достигалась за счет однородности распределения легирующих солей (на примере нитрата меди) еще на стадии формирования золя, который переводился в состояние ксерогеля в результате последовательной термообработки в контролируемой газовой среде (на воздухе или осушенном водороде). Полученные материалы затем размалывали до состояния высокодисперсных микропорошков. Из порошков формовали мишени в виде таблеток требуемого размера методом одноосного прессования. Конечная форма образцов представляла собой или микропорошки, или таблетированные заготовки, полученные на их основе – диаметром порядка 12,5; 2,50; 30; 40 и 80 мм и фазового состава SiO2:CuO и SiO2:Cu°.

Studies of the structure formation features of composite inorganic materials formed on the basis of silicon dioxide, namely, pyrogenic silica of the A-380 brand (technical name – aerosil). The main purpose of the research was to study the possibility of improving the uniformity of the distribution of injected dopants on the surface of SiO2 globules forming the xerogel framework. This goal was achieved due to the uniformity of the distribution of alloying salts (for example, copper nitrate) at the stage of sol formation, which was converted to the state of xerogel as a result of sequential heat treatment in a controlled gas environment (air or dried hydrogen). The final shape of the samples was either micro-powders or tabletshaped blanks obtained on their basis – with a diameter of about 12.5; 2.50; 30; 40 and 80 mm and a phase composition of SiO2 : CuO and SiO2 : Cu°.

ксерогельмикропорошкитермообработкагазовая средавосстановлениеморфология поверхностиxerogelmicro-powdersheat treatmentgas mediumrestorationsurface morphologyРабота выполнена в рамках задания 2.2.6 ГПНИ «Конвергенция-2025» (подпрограмма «Микромир, плазма и Вселенная»), финансируемого из средств республиканского бюджета по государственным программам научных исследований на 2021–2025 гг. в Республике Беларусь.The work was carried out within the framework of task 2.2.6 of the state research program “Convergence-2025” (subprogram “Microcosm, plasma and the Universe”), funded from the republican budget for state research programs for 2021–2025 in the Republic of Belarus.ReferencesВольпян, О. Д. Магнетронное нанесение оптических покрытий при питании магнетронов переменным напряжением средней частоты / О. Д. Вольпян, А. И. Кузьмичев // Прикладная физика. – 2008. – № 3. – С. 34–52.Volpian O. D., Kuzmichev A. I. Magnetron deposition of optical coatings with magnetron power supply by midfrequency alternative voltage. Prikladnaya Fizika = Applied Physics, 2008, no. 3, pp. 34–52 (in Russian).Investigation of sol-gel processed CuO/SiO2 nanocomposite as a potential photoanode material / T. Tenkyong [et al.] // Materials Science-Poland. – 2015. – Vol. 33, N 4. – P. 826–834. https://doi.org/10.1515/msp-2015-0097Tenkyong T., Bachan N., Raja J., Kumar P. N., Shyla J. M. Investigation of sol-gel processed CuO/SiO2 nanocomposite as a potential photoanode material. Materials Science-Poland, 2015, vol. 33, no. 4, pp. 826–834. https://doi.org/10.1515/msp2015-0097Порозова, С. Е. Получение наночастиц и наноматериалов: учеб. пособие / С. Е. Порозова, В. Б. Кульметьева. – Пермь, 2010. – 135 с.Porozova S. E., Kulmets’eva V. B. Production of nanoparticles and nanomaterials: study guide. Perm, 2010. 135 p. (in Russian).Подденежный, Е. Н. Золь-гель синтез оптического кварцевого стекла / Е. Н. Подденежный, А. А. Бойко. – Гомель, 2002. – 210 с.Poddenezhny Е. N., Boiko A. A.. Sol-gel synthesis of optical quartz glass. Gomel, 2002. 210 p. (in Russian).Арбенин, А. Ю. Синтез наночастиц железа в порах мезопристого кремнезема SBA-15 и анализ химического состава / А. Ю. Арбенин, Е. Г. Земцова, В. М. Смирнов // Вестн. СпбГУ: Физика и химия. – 2012. – Вып. 4. – С. 136–138.Arbenin A. Yu., Zemtsova E. G., Smirnov V. M. Synthesis of iron nanoparticles in mesoporous silica sba-15 and chemical composition analysis. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Fizika i khimiya = Vestnik of Saint Petersburg University. Physics and Chemistry, 2012, vol. 4, pp. 136–138 (in Russian).Вилья, Н. Формирование пленок оксида титана методом реактивного магнетронного распыления / Н. Вилья, Д. А. Голосов, Т. Д. Нгуен // Доклады БГУИР. – 2019. – № 5(123). – С. 87–93. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2019-1235-87-93Villa N., Golosov D. A., Nguyen T. D. Formation of titanium oxide thin films by reactive magnetron sputtering. Doklady BGUIR, 2019, no. 5 (123), pp. 87–93 (in Russian). https://doi.org/10.35596/1729-7648-2019-123-5-87-93Андрусишина, И. Н. Наночастицы металлов: способы получения, физико-химические свойства, методы исследования токсикологичности / И. Н. Андрусишина // Современные проблемы токсикологии. – 2011. – № 3. – С. 5–14.Andrusishina I. N. Metal nanoparticles: methods of production, physico-chemical properties, methods of toxicology research. Sovremenye problemy toksikologii [Modern Problems of Toxicology], 2011, no. 3, pp. 5–14 (in Russian).Оленин, А. Ю. Химическое модифицирование поверхности наночастиц серебра. Получение частиц-янусов / А. Ю. Оленин, Т. Р. Низамов, Г. В. Лисичкин // Рос. нанотехнологии. – 2014. – Т. 9, № 9–10. – С. 19–24.Olenin A. Y., Nizamov T. R., Lisichkin G. V. Сhemical modification of the surfaces of silver nanoparticles: synthesis of janus particles. Nanotechnologies in Russia, 2014, vol. 9, no. 9–10, pp. 467–473. https://doi.org/10.1134/s1995078014050103Porous glasses with silver nanoparticles as the sensitive material for sensors to measure the index of refraction of analytes / A. S. Pshenova [et al.] // Journal of Optical Technology. – 2016. – Vol. 83, N 7. – P. 438–440. https://doi.org/10.1364/jot.83.000438Pshenova A. S., Klyukin D. A., Sidorov A. I., Andreeva O. V. Porous glasses with silver nanoparticles as the sensitive material for sensors to measure the index of refraction of analytes. Journal of Optical Technology, 2016, vol. 83, no. 7, pp. 438–440. https://doi.org/10.1364/jot.83.000438Аль-Камали, М. Ф. С. Х. Структурообразование SiO2-ксерогелей, содержащих соединения меди различного фазового состава / М. Ф. С. Х. Аль-Камали, А. А. Алексеенко, О. А. Титенков // Проблемы физики, математики и техники. – 2020. – № 3(44). – C. 7–12.Al-Kamali M. F. S. H., Alexeenko А. А., Titenkov О. А. Structure formation of SiO2-xerogels containing copper compounds of different phase composition. Problemy fiziki, matematiki i techniki = Problems of Physics, Mathematics and Technics, 2020, no. 3(44), pp. 7–12 (in Russian).Алексеенко, А. А. Синтез и свойства ксерогелей состава SiO2 : Cu°, предназначенных для применения в биомедицинских исследованиях / А. А. Алексеенко, М. Ф. С. Х. Аль-Камали, О. А. Титенков // Вестн. ГГТУ им. П. О. Сухого. – 2020. – № 3–4. – C. 40–47.Alekseenko А. А., Al-Kamali M. F. S. H., Titenkov О. А. Synthesis and properties of xerogels of composition SiO2 : Cu°, intended for application in biomedical research. Vestnik GGTU im. P. O. Sukhogo [Bulletin of GSTU im. P. O. Sukhoi], 2020, no. 3–4, pp. 40–47 (in Russian).Preparation of Cu-SiO2 composite aerogel by ambient drying and the influence of synthesizing conditions on the structure of the aerogel / G. A. Li [et al.] // Chinese Science Bulletin. – 2011. – Vol. 56, N 7. – P. 685–690. https://doi.org/10.1007/s11434-011-4413-3Li G. A., Zhu T. L., Deng Z. X., Zhang Y. J., Jiao F., Zheng H. R. Preparation of Cu–SiO2 composite aerogel by ambient drying and the influence of synthesizing conditions on the structure of the aerogel. Chinese Science Bulletin, 2011, vol. 56, no. 7, pp. 685–690. https://doi.org/10.1007/s11434-011-4413-3Theivasanthi, T. X-Ray Diffraction Studies of Copper Nanopowder / T. Theivasanthi, M. Alagar // Scholars Research Library, Archives of Physics Research. – 2010. – Vol. 1, N 2. – P. 112–117.Theivasanthi T., Alagar M. X-Ray Diffraction Studies of Copper Nanopowder. Scholars Research Library, Archives of Physics Research, 2010, vol. 1, no. 2, pp. 112–117.Малявский, Н. И. Золь-гель синтез ортосиликатов / Н. И. Малявский, Б. В. Покидько // Вестн. МГСУ. – 2012. – № 8. – С. 131–138.Malyavskiy N. I., Pokidko B. V. Sol-gel synthesis of orthosilicates. Vestnik MGSU, 2012, no. 8, pp. 131–138 (in Russian).Tohidi, S. H. Comparision nanostructure behavior of copper species on the silica matrix xerogels / S. H. Tohidi // IJE Transactions B: Applications. – 2011. – Vol. 24, N 2. – P. 147–153.Tohidi S. H. Comparision nanostructure behavior of copper species on the silicamatrix xerogels. IJE Transactions B: Applications, 2011, vol. 24, no. 2, pp. 147–153.

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