Дополнительные ссылки
 
Информационные
 ресурсы ИОНХ РАН 
Внешние ресурсы

Top.Mail.Ru

Главная страница / Структура института  /  Научные направления  /  Неорганическая химия  /  Лаборатория термического анализа и калориметрии

Лаборатория термического анализа и калориметрии

 Заведующий лабораторией – д.х.н. Гавричев Константин Сергеевич
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Основные направления работы
  • Синтез кристаллических и наноразмерных веществ.
  • Идентификация и характеризация полученных образцов для установления их чистоты, фазовой однородности, определения структуры, химического состава и морфологии поверхности.
  • Определение термодинамических свойств неорганических веществ и материалов методами адиабатической, релаксационной, дифференциальной сканирующей и дроп-калориметрии.
  • Изучение параметров и природы фазовых превращений в веществе.
  • Изучение влияния размерного фактора на термические и термодинамические свойства вещества.
  • Моделирование температурных зависимостей термодинамических величин.
  • Разработка и усовершенствование методик измерения термических и термодинамических свойств неорганических веществ и материалов.
Наиболее значимые результаты
  • Определены оптимальные методы получения сложных оксидов с высокими температурами плавления.
  • Тремя независимыми калориметрическими методами (релаксационной, адиабатической и дифференциальной сканирующей калориметрии) впервые экспериментально определены в области температур от 2 до 1800 К теплоемкости станнатов, титанатов, ортотанталатов, паратанталатов, цирконатов, гафнатов и гексаалюминатов РЗЭ, а также твердых растворов на их основе, – перспективных высокотемпературных материалов. Получены надежные значения температурных зависимостей термодинамических величин, которые рекомендованы для использования в базах данных.
  • Методом калориметрии сброса и растворения в оксидном расплаве измерены энтальпии растворения и рассчитаны энтальпии образования перечисленных выше соединений из оксидов и стандартные энтальпии образования. Рассчитаны энергии Гиббса образования в области высоких температур для оценки термодинамической устойчивости сложных оксидов и твердых растворов.
  • Проведена оценка влияния энтальпийного и энтропийного факторов на характер температурных зависимостей и величины энергии Гиббса реакций образования, характеризующие термодинамическую стабильность сложных оксидных соединений. 
  • Методами РФА, РЭМ и ДСК экспериментально изучено протекание реакций взаимодействия изученных сложных оксидов с оксидами группы CMAS в области высоких температур. С использованием полученных данных по термодинамическим и термохимическим свойствам выполнена оценка вероятности взаимодействия материалов защитных покрытий с веществами природного и техногенного происхождения.
  • Определены термическое расширение и теплопроводность ряда высокотемпературных сложных оксидов – компонентов термобарьерных покрытий.
  • Совместно с ГЕОХИ РАН и ИЭМ РАН исследованы термодинамические свойства и фазовые равновесия для ряда минералов.
Сотрудники лаборатории
 
  1. Гагарин Павел Георгиевич
  2. Гуськов Антон Владимирович
  3. Кондратьева Ольга Николаевна
  4. Кудрявцева Ирина Георгиевна
  5. Никифорова Галина Евгеньевна
  6. Рюмин Михаил Александрович
  7. Тюрин Александр Владимирович
  8. Бетенёв Глеб Игоревич
с.н.с., к.х.н.
н.с., к.х.н.
с.н.с., к.х.н.
тех.
н.с.
с.н.с., к.х.н.
с.н.с., к.х.н.
ст. лаб., студ.
Наиболее значимые публикации
  1. V.N. Guskov, P.G. Gagarin, A.V. Guskov, A.V. Tyurin, A.V. Khoroshilov, K.S.Gavrichev.  Heat capacity and thermal expansion of neodymium hafnate ceramics. // Ceramics International. 2019. Т. 45. № 16. С. 20733-20737. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.07.057
  2. G.E. Nikiforova, O.N. Kondrat'eva, A.V. Tyurin, M.A. Ryumin, V.N. Guskov, K.S. Gavrichev. Thermophysical properties of M′-LuTaO4: structural and calorimetric studies.  // Journal of Alloys and Compounds. 2019. Т. 803. С. 1016-1022. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.06.354
  3. O.N. Kondrat'eva, G.E. Nikiforova, A.V. Tyurin, A.V. Khoroshilov, K.S. Gavrichev, V.M. Gurevich. Thermodynamic properties of, and fergusonite-to-scheelite phase transition in, gadolinium orthoniobate GdNbO4 ceramics // Journal of Alloys and Compounds. 2019. Т. 774. С. 660-666. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.11.272
  4. A.P. Kritskaya, O.N. Kondrat’eva, G.E. Nikiforova, M.A. Ryumin, K.I. Bryukhanova, B.A. Kolozhvari Structural and thermodynamic properties of anionically substituted solid solution ceramics Y(VO4)1-x(PO4)x with zircon structure. // Ceramics International. 2020. V.46. No2. P.2576-2579 https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.09.189
  5. A.V. Tyurin, M.A. Ryumin, A.V. Khoroshilov, V.M. Gurevich. K.S. Gavrichev Thermodynamic functions of holmium orthophosphate HoPO4 in the range 9−1370 K. // Thermochimica Acta. 2020. Vol.683. Art.178459 https://doi.org/10.1016/j.tca.2019.178459
  6. V.N. Guskov, A.V. Khoroshilov, M.A. Ryumin, O.N. Kondratyeva, A.V. Guskov, K.S. Gavrichev Thermal expansion and thermodynamic properties of M`-YbTaO4 ceramics. // Ceramics International. 2020. Vol.46. P.5402-5406 https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.10.296
  7. O.N. Kondrat'eva G.E. Nikiforova, A.V. Tyurin, M.N. Smirnova, K.S. Gavrichev Thermodynamic and thermophysical properties of holmium orthovanadate, HoVO4. // Journal of Alloys and Compounds. 2021. Vol.859. Art.157786 https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157786
  8. P.G. Gagarin, A.V. Guskov, V.N. Guskov, A.V.Tyurin, A.V. Khoroshilov, K.S. Gavrichev. Thermal expansion and heat capacity of holmium and erbium orthotantalates ceramics. // Journal of American Ceramic Society.  2021. Vol.104. No.1. P. 472-480. https://doi.org/10.1111/jace.17460
  9. A.V. Guskov, P.G. Gagarin, V.N. Guskov, A.V. Khoroshilov, K.S. Gavrichev Thermal properties of solid solutions Ln2О3‧2HfO2 (Ln = Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) at 300 - 1300 K. // Ceramics International.  2021. Vol.47.  P.28004–28007 https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.06.125
  10. K.I. Pechkovskaya, G.E. Nikiforova, A.V. Tyurin, O.N. Kondrat’eva, A.V. Guskov, M.A. Ryumin Heat Capacity and Thermodynamic Functions of Gadolinium Stannate in the Range 0–350 K. // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2022. Vol.67 No.4. P.472-478 https://doi.org/10.1134/S0036023622040155
  11. A.V. Guskov, P.G. Gagarin, V.N. Guskov, A.V. Tyurin, A.V. Khoroshilov, K.S. Gavrichev. Thermodynamic Properties of Gadolinium Tantalate Gd3TaO7. // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2022. Vol.96. No.6. P.1195–1203. https://doi.org/10.1134/S0036024422060103
  12. O.N. Kondrat’eva, M.N. Smirnova, G.E. Nikiforova, A.V. Khoroshilov, A.A. Arkhipenko, V.M. Gurevich. Magnesium indate: synthesis and thermodynamic properties // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2022. Vol.67. No.8. P.1221-1227. https://doi.org/10.1134/s0036023622080198
  13. I.A. Bajenova, A.V. Guskov, P.G. Gagarin, A.V. Khvan, K.S. Gavrichev Experimental determination of the enthalpy of formation of the pyrochlore rare earth hafnates. // Journal of American Ceramic Society. 2023 Vol.106 P.3777–3791    https://doi.org/10.1111/jace.19027
  14. P.G. Gagarin, A.V. Guskov, A.V. Khoroshilov, M.A. Ryumin, K.S. Gavrichev. Synthesis and High-Temperature Heat Capacity of LaMgAl11O19 and SmMgAl11O19 Hexaaluminates. // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2023. Vol.68. No.11. P.1599–1605. https://doi.org/10.1134/s0036023623602064.
  15. A.V. Guskov, P.G. Gagarin, A.V. Khoroshilov, V.N.Guskov, K.S. Gavrichev.  Heat Capacity and Thermodynamic Functions of Ho2O3·2HfO2 Solid Solution. // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2023. Vol.68. No.11, P.1592-1598. https://doi.org/10.1134/s0036023623601903.
  16. O.N. Kondrat’eva, M.N. Smirnova, G.E. Nikiforova, A. V. Tyurin, V.A. Rassulov, V.A. Ketsko Energy-saving synthesis, optical and thermophysical properties of trigadolinium gallate, Gd3GaO6 // Journal of Alloys and Compounds. 2024. Vol.982. Art.173703. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.173703.
  17. A.V. Guskov, P.G. Gagarin, V.N. Guskov, K.S. Gavrichev Synthesis of gadolinium titanate based nanocrystalline multicomponent rare earth oxides. // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2024. Vol.15 No.6. P.774-780.  https://doi.org/10.17586/2220-8054-2024-15-6-774-780
  18. P.G. Gagarin, A.V. Guskov, A.V. Khoroshilov, V.N. Guskov, O.N. Kondrat’eva, M.A. Ryumin, G.E. Nikiforova, K.S. Gavrichev. Thermodynamic Properties of Y2Ti2O7 and Eu2Ti2O7 in the Temperature Range 7–1800 K. // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2024. Vol.98. No.9. P.1883–1894. https://doi.org/10.1134/S0036024424700973
  19. I.A. Bajenova, S.V.Kuzovchikov, A.V. Guskov, V.N. Guskov, P.G. Gagarin, G.E. Nikiforova, M.A. Ryumin, A.V. Khvan, K.S. Gavrichev Energetics and thermal expansion of crystal lattice of REMgAl11O19 (RE=La, Pr, Nd, Sm) hexaaluminates with magnetoplumbite structure. //   Ceramics International 2025. Vol.51 P.49713–49721 https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.08.210
  20. I.A. Bajenova, A.V. Guskov, P.G. Gagarin, A.V. Khvan, V.N. Guskov, K.S. Gavrichev Enthalpies of formation of pyrochlore Tb2Hf2O7 and fluorite RE2O3⋅2HfO2 (RE = Dy-Lu) rare-earth hafnates. // Journal of American Ceramic Society. 2025. V.108. No.9. Art.e20598. https://doi.org/10.1111/jace.20598
  21. M.A. Ryumin, G.E. Nikiforova, P.G. Gagarin, O.N. Kondrateva, K.S. Gavrichev Features of Synthesis of Magnesium Praseodymium Hexaaluminate PrMgAl11O19 with a Magnetoplumbite Structure. // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2025. Vol. 70. No.2. p.151–159. https://doi.org/10.1134/S0036023624603696
  22. I.A. Bajenova, A.V. Guskov, V.N. Guskov, P.G. Gagarin, G.I. Betenev, K.S. Gavrichev Energetics of compositionally complex rare-earth zirconates with pyrochlore structure. // Journal of American Ceramic Society 2026. Vol.109 Art.e70815 https://doi.org/10.1111/jace.19027.
Награды и премии
 
Рюмин М.А. – ведомственная награда «Почетный работник науки и высоких технологий» (2024 г.) 
 
Рюмин М.А. – Диплом победителя конкурса «Лучший рецензент 2019 г.» и «Лучший рецензент 2020 г.» от Russian Journal of Inorganic Chemistry
 
Гагарин П.Г. - Диплом «За оригинальный устный доклад» на XXII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов» (2025 г.)
 
Гагарин П.Г, Гуськов А.В.- Лауреаты Конкурса научных работ им. академика И.В. Тананаева за работу в области химии редких элементов, керамических материалов и наноматериалов (2019 г.)
 
Гуськов А.В. - Стипендия президента РФ за научное исследование «Термические свойства перспективных высокотемпературных оксидных материалов» (2022-2024)
 
Кондратьева О.Н.
  1. Diploma «The most valuable reviewer of  Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics» (2023).
  2. Лауреат Конкурса научных работ им. академика И.В. Тананаева за работу в области химии редких элементов, керамических материалов и наноматериалов (2022).
  3. Стипендия президента РФ за научное исследование «Физико-химические аспекты моделирования новых полифункциональных материалов на основе структурных и теплофизических характеристик сложных оксидов» (2021-2023 гг.)Диплом победителя конкурса наиболее цитируемых статей за 2018 - 2020 гг. и конкурса наиболее актуальных статей за 2019 год "Выбор редакционной коллегии". Редакционная коллегия и редакция Russian Journal of Inorganic Chemistry за публикацию Guskov V.N.; Sazonov E.G.; Tyurin A.V.; Guskov A.V.; Ryumin M.A.; Gavrichev K.S. Thermodynamic Properties of Monoclinic Neodymium Orthotantalate M - NdTaO4. DOI: 10.1134/S0036023619080059
К.С. Гавричев – премия МАИК «Наука/Интерпериодика» за лучшие публикации в журнале «Неорганические материалы» (2010 г.), сертификат «Outstanding reviewer» журналов Journal of Chemical Thermodynamics (2016 г.), Thermochimica Acta (2016 г.), Solar Energy Materials and Solar Cells (2017 г.), Почетная грамота ФАНО России за безупречный труд и высокие достижения в профессиональной деятельности (2018 г.)
 
М.А. Рюмин – победитель Конкурса имени выдающихся ученых ИОНХ РАН (2009 г.), сертификат II степени конкурса молодых ученых за лучший стендовый доклад в рамках XIX Международной конференции по химической термодинамике в России (RCCT-2013) (2013 г.)
 
А.В. Тюрин – победитель Конкурса имени выдающихся ученых ИОНХ РАН (2009 г.), премия МАИК «Наука/Интерпериодика» за лучшие публикации в журнале «Неорганические материалы» (2010 г.)
 
О.Н. Кондратьева – сертификат II степени конкурса молодых ученых за лучший стендовый доклад в рамках XXI Международной конференции по химической термодинамике в России (RCCT-2017) (2017 г.)
 
Гранты и проекты
 
Государственное задание
  • Направление фундаментальных исследований Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2021-2030 годы «1.4.2. Научные основы создания новых материалов с заданными свойствами и функциями, в том числе высокочистых и наноматериалов».
  • Тема исследований лаборатории на 2025-2027 гг. «Сложные оксиды для создания перспективных материалов: термическая и химическая стабильность ниобатов RE3NbO7».
  • Тема исследований группы на 2025-2027 гг. «Решение актуальных задач с использованием пучков заряженных частиц комплекса NICA».
Гранты Российского научного фонда
  • 18-13-00025, 18-13-00025П «Физико-химические основы разработки высокотемпературных материалов на базе танталатов и гафнатов» (2018-2022 гг.)
  • 20-73-00241 Разработка новых полифункциональных материалов на основе сложных оксидов в системе Mg(Zn)-Ga(In)-O: физико-химические аспекты синтеза и теплофизические свойства (2020–2022 гг.)
  • 20-13-00180П «Исследование и разработка комплекса аналитических методов определения целевой химической чистоты редкоземельных металлов и материалов на их основе» (2023-2024 гг.)
  • 23-13-00051 «Перспективные высокотемпературные материалы на основе гексаалюминатов магния-РЗЭ со структурой магнетоплюмбита: получение и физико-химические свойства» (2023-2025 гг.)
  • 24-73-10011 «Высокоэнтропийные оксиды на основе цирконатов и гафнатов РЗЭ — перспективные высокотемпературные материалы» (2024-2027 гг.)
  • 23-43-10004: Синтез, магнитные, электрические и магнитоэлектрические свойства температуростойких дискретных структур стрейнтроники в виде многослойных магнитных плёнок на поликристаллических и монокристаллических подложках сегнетоэлектриков (2023 – 2025 гг.)
  • 18-13-00025 «Физико-химические основы разработки высокотемпературных материалов на базе танталатов и гафнатов» (2018-2020 гг.)
  • 14-13-00938 «Разработка физико-химических основ создания новых молекулярных и керамических магнитных материалов на основе соединений лантанидов» (2014-2018 гг.)
Гранты Российского фонда фундаментальных исследований
  • 18-29-11026 «Создание групповыми методами микроэлектроники 1d гетероструктур ферромагнетик/сегнетоэлектрик (пьезоэлектрик) с гофрированной геометрией поверхности интерфейса для автономных источников электрической энергии, датчиков магнитных полей и свч устройств» (2018–2021 гг.)
  • 18-33-00252 «Термодинамические и магнитные свойства материалов со структурой циркона и шпинели» (2018–2020 гг.)
  • 18-03-00343 «Термические и термодинамические свойства ортониобатов лантаноидов – перспективных полифункциональных материалов» (2018–2020 гг.)
  • 16-03-00897 «Особенности предкритического состояния жидких неэлектролитных систем на основе диолов и аминоспиртов» (2016-2018 гг.)
  • 16-29-01093 «Создание индивидуальных компонентов энергетических систем на основе кластерных анионов бора и их солей» (2016-2018 гг.)
  • 16-29-05204 «Самоорганизующиеся пленки ферритов для устройств спинтроники, магноники и магнитоплазмоники» (2016-2018 гг.)
  • 15-03-004388 «Физико-химические основы синтеза цирконатов лантаноидов – перспективных высокотемпературных материалов» (2015-2017 гг.)
  • 15-08-08467 «Создание эффективных ультрадисперсных и наноразмерных люминофоров на основе сложных боратов и фосфатов РЗЭ» (2015-2017 гг.)
  • 13-03-12428 «Молекулярные фото- и магнитоактивные металл-органические системы с ионами РЗЭ как прекурсор функциональных материалов» (2013-2014 гг.)
Грант Президента РФ
  • МК2479.2022.1.3 «Новые высокотемпературные материалы на основе цирконато-гафнатов лантаноидов» (2022-2024 гг.)
Проекты в программах фундаментальных исследований Президиума РАН
  • «Физико-химические свойства кристаллических веществ с двойными сложными анионами» (2015-2017 гг.)
Хозяйственные договоры
  • № 12/17 «Химическое газофазное осаждение тонких пленок тугоплавких материалов» (2017-2018 гг.)
Проекты прикладных научных исследований и экспериментальных разработок
  • RFMEFI58214X0005 «Разработка технологии нанесения тугоплавкого инертного нанодиффузионного покрытия методом химического парофазного осаждения, применимой для изделий сложной формы, имеющих полости» (2017 г.)
Образовательная деятельность
 
Сотрудники лаборатории постоянно выступают в качестве руководителей и кураторов научных проектов, выполняемых в лаборатории московскими школьниками, студентами и аспирантами.
В 2022-2026 гг. сотрудники лаборатории оппонировали на защитах диссертаций на соискание ученой степени доктора (3 диссертации) и кандидата наук (5 диссертаций) на Химическом факультете Московского государственного университета им М.В. Ломоносова, в Институте органической и физической химии им. А. Е. Арбузова ФИЦ КазНЦ РАН, в Горном университете, в Кубанском Государственном Университете.
 
Научное сотрудничество
  • Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (г. Москва)
  • Санкт-Петербургский государственный университет (г. Санкт-Петербург)
  • Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (г. Нижний Новгород)
  • Казанский (Приволжский) федеральный университет
  • Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН (филиал НИЦ «Курчатовский Институт») (г. Санкт-Петербург)
  • Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина (г. Екатеринбург)
  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (г. Санкт-Петербург)
  • Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения РАН (г. Новосибирск)
  • Научно-производственное объединение «Композит» (Московская область, г. Королев)
  • Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) (г. Санкт-Петербург)
  • Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (г. Москва)
  • Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН (Московская область, г. Черноголовка) 
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Рассылка новостей