Projekat br: ON 142041
Naziv projekta: Izucavanje fenomena i procesa dobijanja staklastih, staklokeramičkih i keramičkih materijala za visoke tehnologije

Vreme trajanja: 2004.-2009.

Finansijer: Ministarstvo za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije

Realizator: ITNMS, IMS, TMF

Rukovodilac: Dr Snežana R. Grujic, docent TMF

Predmet rada:

Stakla su cvrsti materijali koji se odlikuju neuredenom složenom strukturom koja odlucujuce utice na mnoga njihova osobine. Njihove visoke viskoznosti rastopa cine ih pogodnim medijumom za mnoga fundamentalna proucavanja difuzionih procesa i procesa preuredenja atoma koji se u ovim uslovima odvijaju relativno sporo. Staklokeramike imaju isti hemijski sastav ali razlicite strukture u odnosu na polazna stakla. One nastaju kontrolisanom kristalizacijom stakala, pri cemu postoji mogucnost podešavanja faznog sastava materijala. To omogucava da se dizajniraju novi materijali sa raznim kombinacijama osobina koje tradicionalni materijali ne poseduju. Predmet ovog projekta je izucavanje fenomena i procesa dobijanja i to:

• Višekomponentnih fosfatnih i invertnih fosfatnih stakala i staklokeramike. Osnovni strukturni elemenat fosfatnih stakala je PO₄ tetraedar. On poseduje dve vrste P-O veza. Tri kiseonikova atoma su povezana sa P atomom jednostrukom vezom i preko njih se tetraedar povezuje za susedne tetraedre formirajuci P-O-P veze. Cetvrti kiseonikov atom je povezan sa P atomom dvostrukom vezom, cija je dužina kraca kao posledica jakog karaktera p veze. Uvodenjem drugih metalnih oksida vrši se depolimerizacija PO₄ mreže i formira citav niz novih lancastih, slojevitih i struktura sa izolovanim grupama PO₄ tetraedara. Ovakve strukture omogucavaju specificna osobine koje drugi materijali ne poseduju.
• Germanatnih stakala i staklokeramika. Osnovni strukturni element germanatnih stakala je GeO₄ tetraedar.On se odlikuje slabijim Ge-O vezama u odnosu na Si-O veze. Dosadašnja proucavanja akalnogermanatnih stakala pokazala se javljaju ekstremumi na krivama zavisnosti gustine, indeksa refrakcije, temperature transformacije, viskoznosti i dr. od sadržaja alkalnog oksida. Ovakvo ponašanje objašnjava se tkz. ²germanatnom anomalijom², što ima za posledicu njihova drugacije osobine u odnosu na silikatna stakla. U ovim istraživanjima planirano je izucavanje uticaja uvodenja trece komponente u sastave i izucavanje uticaja njenog prisustva na fenomene i procese koji se u njima odvijaju.
• Višekomponentnih mešovitih anjonskih silikatnih stakala i staklokeramika. Zamena anjona kiseonika drugim anjonima u silikatnim staklima veoma utice na viskoznost rastopa, uslove formiranja stakala pri hladenju rastopa, stabilnost stakala, razdvajanje faza u staklima, kristalizacione osobine (kinetiku i mehanizme nukleacije i rasta kristala), sadržaje razlicitih faza i delovanje razlicitih nukleatora, pri cemu nastaju novi materijali specificnih osobina. U ovim istraživanjima planiraju se proucavanja uticaja vrste i sadržaja anjona koji zamenjuju kiseonik na fenomene i procesa u složenim (pet i višekoponentnim) sastavima .
• Prevlake na bazi keramickih, staklastih i staklokeramickih prahova. Potrebe za prevlakama mikronskih i submikronskih debljina visoke homogenosti i specificnih osobina, uslovile su korišcenje metode elektroforetskog taloženja (EPD) za njihovo formiranje. Ova metoda omogucava dobijanje tankih prevlaka iz suspenzija ili solova sa velicinama cestica do 10^-8–10^-9m. Ovako male cestice poseduju velike specificne površine što omogucava velike kontaktne površine izmedu samih cestica i cestica i supstrata, pa je postupak dobijanja ovih prevlaka veoma složen. Istraživanja su usmerena na: izbor komponenata za dobijanje prahova i supstrata, definisanje parametara za depoziciju prahova na izabranim suptratima, istraživanje procesa tokom njihovog termickog tretmana (sušenje, sinterovanje, kristalizaciju i istovremeno sinterovanje i kristalizaciju i dr.).

Saradnici na projektu:

1. Dr Mihajlo B. Tošić, naučni savetnik ITNMS
2. Dr Ljubica Pavlović, naučni savetnik ITNMS
3. Mr Vladimir D. Živanović, istraživač saradnik ITNMS
4. Mr Marija S. Ðošić, istraživač saradnik ITNMS
5. Dipl. inž. Jelena D. Nikolić, istraživač saradnik ITNMS
6. Dr Zagorka S. Acimovic-Pavlović, vanredni profesor TMF
7. Dr Zagorka M. Radojević, viši naučni saradnik IMS