Научная тема: «ЗОЛЬ-ГЕЛЬ СИНТЕЗ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ»
Специальность: 05.17.11
Год: 2013
Отрасль науки: Технические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Результаты исследований физико-химических свойств композициионных кремнеземсодержащих золей новых составов и выявление закономерностей перехода аморфно-кремнеземной системы «золь - гель - твердое тело» в условиях изменения технологических параметров, при использовании в качестве наполнителей модифицированных аэросилов.
  2. Механизм формирования кремнекислородного каркаса в коллоидных золь-гель процессах при получении функциональных материалов (ксерогелей, монолитных стекол и нанокомпозитов), используемый в разработке методики получения объемных кремнеземсодержащих материалов с использованием модифицированных аэросилов: двухкомпонентных - MexOy/SiO2; трехкомпонентных - Сr2O3/TiO2/SiO2; четырехкомпонентных - P2O5/V2O5/Cr2O3/SiO2.
  3. Закономерности формирования многокомпонентных коллоидных систем, содержащих модифицированные аэросилы с нанесенными оксидами (двухкомпонентных - MexOy/SiO2; трехкомпонентных - Сr2O3/TiO2/SiO2; четырехкомпонентных - P2O5/V2O5/Cr2O3/SiO2), позволившие выявить условия их стабилизации и гелеобразования, а также возможность их использования для синтеза оптически активных функциональных материалов, их реологические особенности и механизмы структурообразования на этапах жидко- и газофазного введения в кремнеземные матрицы легирующих компонент. Влияние параметров процесса легирования на свойства ксерогелей и характеристики нанокомпозитных стекол.
  4. Влияние технологических параметров золь-гель процесса на свойства получаемых кремнеземсодержащих функциональных материалов, концепция образования микро- и макродефектов структуры при их формировании. Разработка механизма встраивания в силикатную золь-гель матрицу ионов переходных металлов и редкоземельных элементов, наночастиц металлов и оксидов, а также модели их поведения при различных способах введения добавок в кремнеземную структуру.
  5. Физико-химические процессы образования оптических композитов содержащих фосфатные кластеры в составе золь-гель матриц SiO2 с использованием три-алкилфосфатных комплексов РЗЭ (Er, Yb, Lu), механизм дегидратации и дегидро-ксилирования ксерогелей и монолитных стеклообразных материалов с использованием фосфорсодержащих кремнеземов в сложных коллоидных системах, что обеспечило возможность получения стекломатериалов с пониженным содержанием гидроксил-ионов.
  6. Физико-химические основы процессов золь-гель синтеза функциональных наноструктурированных кремнеземсодержащих кристаллических материалов Mg2SiO4:Cr3+, Cr4+ (форстерита) и 3Al2O3·2SiO2:Cr3+ (муллита), а также люминесцентных иттрий-содержащих материалов, активированных ионами РЗЭ (YAG:Ce и др.).
  7. Новые технологические и аппаратурные схемы синтеза и формирования монолитных и порошкообразных функциональных материалов, разработанные на основе модифицированных золь-гель процессов, включая способы получения поро-шкообразных и керамических оксидных систем, содержащих оптически активные ионы на основе Mg2SiO4:Cr3+, Cr4+ (форстерита) и 3Al2O3·2SiO2:Cr3+ (муллита), а также Y3Al5O12:Ce и др., их свойства и перспективы применения.
Список опубликованных работ
Монографии:

1.Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Золь-гель синтез оптического кварцевого стекла / Мон. – Гомель: УО «ГГТУ им. П.О.Сухого», 2002, 210 с.

2.Алексеенко А.А., Бойко А.А., Подденежный Е.Н. Функциональные материалы получаемые золь-гель синтезом / Мон. – Гомель: ГГТУ им.П.О.Сухого, 2008. – 183 с. Рецензируемые статьи:

3.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М., Баглай А.К., Островский Л.К. Физико-химические исследования гелей, образующихся в процессе получения легированного кварцевого стекла золь-гель методом // Весцi АН Беларусi, сер. хiм. навук. – 1994. – №4. – С.101-104.

4.Malashkevich G.E., Poddenezhny E.N., Melnichenko I.M., Boiko A.A. Optical centers of cerium in silica glasses obtained by the sol-gel process // J. of Non-Сryst. Solids. – 1995. – v.188. – Р.107-117.

5.Malashkevich G.Е., Melnichenko I.M., Poddenezhny E.N., Boiko A.A., Gaishun V.E., Semchenko A.V., Strek W., Marushevski K. Luminescent light filters on Ce-, Sm- and Ce-Sm-doped Silica Gel-Glasses for laser heads // Proc. of SPIE. – 1996. – v.3176. – Р.236-239.

6.Семченко А.В., Гайшун В.Е., Мельниченко И.М., Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Синтез и спектральные характеристики гельных кварцевых стекол, легированных редкоземельными элементами // Материалы, технологии, инструмент. – 1996. – №3. – С.31-34.

7.Boiko A.A., Poddenezhny E.N., Kravchenko I.P., Melnichenko I.M. Production and properties of cerium containing gel quartz glass // J.Advanced Materials. – 1997. – v.4, №1. – Р. 62-67.

8.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М., Плющ Б.В. Жидкофазное легирование ксерогелей фтором с целью обезвоживания гельного кварцевого стекла // Материалы, технологии, инструменты. – 1998. – №1. – С.77-82.

9.Malashkevich G.E., Melnichenko I.M., Poddenezhny E.N., Boiko A.A., Gaishun V.E., Semchenko A.V., Strek W., Maruszewsky K. Influence of saturation with hydrogen on the structure and spectroscopic properties of optical centers in Co- and Cu-containing silica gel-glasses // Spectrochimica Acta, Part A. – 1998. – v.54. – P. 1751-1753.

10.Strek W., Legendziewicz J., Lukowiak E., Maruszewsky K., Sokolnicki J., Boiko A.A., Borzechowska M. Optical properties of Pr3+ doped silica gel glasses obtained by sol-gel method // Spectrochimica Acta, Part A. – 1998. – v.54. – P. 2215-2221.

11.Malashkevich G.Е., Poddentzhny E.N., Melnichenko I.M., Boiko A.A. New optical centers of triply charged cerium ions in silica gel-glasses saturated with hydrogen // J.of Non-Cryst. Solids. – 1999. – V.260. – P.141-146.

12.Strek W., Deren P.J., Marushewski K., Malashkevich G., Poddentzhny E., Menichenko I., Boiko A.A. Optical behavior of ZnS:Cu microcrystals embedded in porous silica gels // J. of Fluorescence. – 1999. – v.9, N4. – P.343-345.

13.Подденежный Е.Н., Кравченко И.П., Мельниченко И.М., Капшай М.Н., Бойко А.А. Сушка объемных кремнегелей, формируемых из тетраэтилорто-силиката и аэросила // Стекло и керамика. – 2000. – №5. – С.11-14.

14.Подденежный Е.Н., Плющ Б.В., Бойко А.А. Созревание объемно-формованных гелей при синтезе кварцевого стекла золь-гель методом // Весцi НАН Беларусi, сер. хiм. навук. –2000. – №4. – С.10-14.

15.Подденежный Е.Н., Плющ Б.В., Капшай М.Н., Рунцо Н.Н., Мельниченко И.М., Бойко А.А. Золь-гель синтез фторированных гелей и обезвоженного кварцевого стекла для оптики и квантовой электроники // Перспективные материалы. – 2000. – №4. – С.34-40.

16.Подденежный Е.Н., Плющ Б.В., Капшай М.Н., Судник Л.В., Бойко А.А. Формирование кремнезолей с использованием ультразвуковой активации в схеме синтеза кварцевого стекла золь-гель методом // Обработка дисперсных материалов и сред. Выпуск №10. – Одесса: НПО «ВОТУМ». 2000. – С.168-173.

17.Подденежный Е.Н., Плющ Б.В., Капшай М.Н., Бойко А.А. Обработка кремнегелей, полученных с использованием ультразвуковой активации, в жидких средах // Обработка дисперсных материалов и сред. Выпуск №11. – Одесса: НПО «ВОТУМ». 2001. – С.229-236.

18.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Бойко В.А. Кварцевое стекло, легированное церием, для сцинтилляторов // Вестник ГГТУ им. П.О.Сухого. – 2001. – №1. – С.41-48.

19.Подденежный Е.Н., Плющ Б.В., Бойко В.А., Бойко А.А., Воропай Е.С., Демещенок А.Н. Синтез объемно-формованных гелей и заготовок кварцевого стекла в модифицированном золь-гель процессе // Вестник ГГТУ им. П.О.Сухого. – 2001. – №2. – С.59-68.

20.Poddenezhny E.N., Boiko A.A., Plusch B.V., Kapshai M.N., Kravchenko I.P., Melnichenko I.M. Role of fluorine ions in the formation of silica gel structure and gel glass // Materials Science. – 2002. – V.20. N2. – P.53-62.

21.Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Борисенко Н.В., Богатырев В.М., Войтенков А.И. Золь-гель синтез хромсодержащих функциональных материалов // Вестник ГГТУ им. П.О.Сухого. – 2002. – №2. – С.11-18.

22.Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Классификация способов получения ультрадисперсных оксидных порошков (обзор) // Вестник ГГТУ им.П.О.Сухого. – 2003. – №1. – С. 21-28.

23.Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Алексеенко А.А., Борисенко Н.В., Богатырев В.М. Применение модифицированных аэросилов в золь-гель синтезе легированных стеклообразных материалов // Физика и химия стекла. – 2003. – Т.29, №5. – С.654-661.

24.Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Паховчишин С.В. Реология композиционных кремнезем-содержащих коллоидных систем и моделирование процессов их дестабилизации // Вестник ГГТУ им.П.О.Сухого. – 2003. – №3. – С. 20-37.

25.Borysenko M.V., Bogatyrov V.M., Poddenezhny E.N., Boiko A.A., Chuiko A.A. Application of chromium-containing silica for synthesizing functional glass-like materials by the sol-gel method // J. Sol-Gel Sci. Techn. – 2004. – Vol.32. – Р.327-331.

26.Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Влияние термообработки на изменение структуры аморфно-кремнеземной системы при синтезе стекла золь-гель методом // Весцi НАН Беларусi, сер. хiм. навук.– 2004. – №3. – С.52-56.

27.Бойко А.А., Подденежный Е.Н. Создание, исследование и применение новых стеклообразных и композиционных материалов на основе золь-гель процесса.// Вестник ГГТУ им.П.О.Сухого. – 2004. – №4. – С. 17-24.

28.Стоцкая О.А., Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Кенько В.М. Золь-гель синтез форстеритовой керамики, люминесцирующей в ИК-области спектра // Вестник ГГТУ им. П.О.Сухого. – 2005. – №3. – С.3-12.

29.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Стоцкая О.А., Алексеенко А.А., Борисенко Н.В. Синтез и спектральные характеристики хромсодержащих ультрадисперсных порошков и стеклокристаллических материалов, формируемых золь-гель методом // Свиридовские чтения: сб. ст. Вып. 2 / редкол.: Т.Н.Воробьева (отв. ред.) [и др.]. – Мн.: БГУ, 2005. – С.100-106.

30.Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Стоцкая О.А., Судник Л.В. Получение хромсодержащей керамики на основе форстерита // Республ. cборник научных трудов «Порошковая металлургия», Минск, Изд-во ОДО ТОНПИК. – 2005. – вып. 28. – С.121-126.

31.Стоцкая О.А., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Богатырев В.М., Борисенко Н.В., Ясюкевич А.С., Мандрик А.В. Хромсодержащие нанокерамические порошки на основе форстерита и муллипта – перспективные материалы для формирования лазерных сред и люминофоров // Перспективные материалы. – 2006. – №6. – С. 34-39.

32.Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Стоцкая О.А., Химич Н.Н., Судник Л.В. Наноструктурная стеклокерамика с оптически активными компонентами, формируемая золь-гель методом // Республ. cборник научных трудов «Порошковая металлургия», Минск, Изд-во ОДО ТОНПИК, 2006. – вып. 29. – С.150-156.

33.Стоцкая О.А., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Богатырев В.М., Борисенко Н.В., Ясюкевич А.С., Мандрик А.В. Золь-гель синтез и люминесцентные свойства хромсодержащей керамики // Вестник БРФФИ. – 2006. – 4. – С.85-91.

34.Химич Н.Н., Бердичевский Г.М., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Кенько В.М. Золь-гель синтез оптического кварцевого стекла, активированного РЗЭ // Физика и химия стекла. – 2007. – Т.33, №2. – С. 210-215.

35.Подденежный Е.Н., Гришкова Е.И., Бойко А.А., Артамонов В.В., Жуковец С.Г., Кудина Е.Ф., Тюрина С.И. Проблемы жидкофазного спекания тугоплавких керамических материалов // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. - 2007.-№1. - С.5-11.

36.Стоцкая О.А., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Богатырев В.М., Борисенко В.М. Реология коллоидных систем на основе модифицированных пирогенных кремнеземов // Весцi Нац. акад. навук Беларусi. сер. хiм. навук. – 2007. – № 1. – С. 23–27.

37.Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Стоцкая О.А., Богатырев В.М., Борисенко Н.В. Золь-гель синтез нанокомпозитов с использованием аэросилов, модифицированных оксидами хрома, ванадия и фосфора // Вестник ГГТУ им. П.О.Сухого. – 2008. – №2. – С.48-56.

38.Стоцкая О.А., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Борисенко Н.В., Богатырев В.М., Химич Н.Н. Дегидроксилирование золь-гель стекол и стеклокомпозитов с использованием аэросилов, модифицированных соединениями фосфора // Физика и химия стекла. – 2008. – Т.34, №5. – С. 740-747.

39.Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Белый Д.И., Алексеенко А.А., Артамонов В.В., Судник Л.В. Высокоплотная керамика на основе оксида магния и алюмомагниевой шпинели // Республ. сб. науч. трудов «Порошковая металлургия», Минск, Изд-во ОДО ТОНПИК, 2008. – вып. 31. – С.163-166.

40.Химич Н.Н., Здравков А.В., Коптелова Л.А., Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Золь-гель синтез компактных наногибридных структур на основе кремнегелей // Физика и химия стекла. – 2009. – Т.35, №2. – С. 234-246.

41.Химич Н.Н., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Здравков А.В., Уголков В.Л., Коптелова Л.А., Гришкова Е.И., Добродей А.О. Синтез нанодисперсных порошков иттрий-алюминиевого граната, активированного церием (III) // Физика и химия стекла. – 2009. – Т.35, №5. – С. 667-673.

42.Добродей А.О., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Кудина Е.Ф., Семкова Г.И. Перспективные разработки в области светодиодных устройств для систем освещения // Вестник ГГТУ им. П.О.Сухого. – 2009. – №3. – С.76-84.

43.Подденежный Е.Н., Добродей А.О., Бойко А.А., Кудина Е.Ф. Синтез наноструктурированной люминесцирующей керамики YAG:Се с использованием кремнеземсодержащих легирующих систем // Материалы, технологии инструмент. – 2009. – Т.14, №3. – С.101-104.

44.Borysenko M.V., Kulyk K.S., Poddenezhny E.N., Boiko A.A., Dobrodey A.O. Sol-gel synthesis of silica glasses, doped with nanoparticles of cerium oxide / A.P. Shpak, P.P. Gorbiyk (eds.), Nanomaterials and Supramolecular Structures, Springer Science & Business Media B.V. − 2009.− P. 227-233.

45.Добродей А.О., Соболев Е.В., Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Проблема трансформации излучения светодиодов, применяемых для систем освещения // Материалы, технологии, инструменты. – 2010. – Т.15, №3. – С.69-74.

46.Павленок Ф.В., Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Особенности получения наноструктурированных оксидных порошков с использованием микроволнового излучения // Вестник ГГТУ им. П.О.Сухого. – 2011. – №4. – С.59-66.

47.Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Добродей А.О., Гришкова Е.И., Здравков А.В., Химич Н.Н. Получение нанодисперсных частиц легированного иттрий-алюминиевого граната с использованием золь-гель процесса // Журнал прикладной химии. – 2011. – Т.84, №9. – С.1450-1453.

48.Poddenezhny E.N., Dobrodey A.O., Boiko A.A., Zdravkov A.V., Grishkova E.I., Khimich N.N. Formation of nanostructured particles of cerium-activated yttrium aluminum garnet by combustion method // Glass Physics and Chemistry. – 2011. – V.37, N5. – P.520-523.

Патенты на изобретения:

49.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М. Стекло для светофильтров / Пат. №1474 РБ, МПК С03С/3/08. По заявке №2417. Заявл. 24.08.1994. Опубл. 16.03.1996// Афiц. Бюл.- 1996.- №3.- ч.1.- с.40.

50.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М. Способ получения микрочастиц аминосодержащего кремнезема / Пат. №1600 РБ, МПК С01/В33/18. По заявке №35. Заявл. 15.12.1992. Опубл. 22.10.1996// Афiц. Бюл.- 1997.- №1.- ч.1.- с.125.

51.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М. Способ получения легированного кварцевого стекла / Пат. №1861 РБ, МПК С03В8/02. По заявке №1960. Заявл. 07.06.1994. Опубл. 14.05.1997

52.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Семченко А.В., Мельниченко И.М. Стекло / Пат. №2169124 РФ, МПК С03С3/06. По заявке №97106156. Заявл. 15.04.1997, Опубл. 10.06.2001.

53.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Семченко А.В., Мельниченко И.М. Стекло / Пат. №4117 РБ, МПК С03С3/06. По заявке №950270. Заявл. 01.06.1995, Опубл. 30.09.2001.

54.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М., Дубровский В.С. Способ получения заготовки ксерогеля / Пат. №4807 РБ, МПК С03В20/00, С03В8/02. По заявке №950278. Заявл. 18.12.1995, Опубл. 30.12.2002.

55.Бойко А.А., Малашкевич Г.Е., Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М. Люминесцирующее кварцевое стекло / Пат. №4830 РБ, МПК С03С3/06, С03С4/12. По заявке №960288. Заявл. 7.06.1996, Опубл. 30.12.2002.

56.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М. Люминесцирующее кварцевое стекло / Пат. №4831 РБ, МПК С03С3/06, С03С4/12. По заявке №960295. Заявл. 11.06.1996, Опубл. 30.12.2002.

57.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М. Стекло для светофильтров / Пат. №4835 РБ, МПК С03С3/06. По заявке №960166. Заявл. 09.04.1996, Опубл. 30.12.2002.

58.Семченко А.В., Бойко А.А., Мельниченко И.М., Подденежный Е.Н., Малашкевич Г.Е., Гайшун В.Е. Люминесцирующее гельное кварцевое стекло / Пат. №5391 РБ, МПК С03С3/06, С03С4/12. По заявке №970460. Заявл. 19.08.1997, Опубл. 30.09.2003.

59.Малашкевич Г.Е., Семкова Г.И., Бойко А.А. Люминесцирующее кварцевое стекло / Пат. №6341 РБ, С 03С 4/12,3/06, По заявке №а20000106. Заявл. 03.02.2000, Опубл. 30.06.2004.

60.Алексеенко А.А., Бойко А.А., Россол А.И., Подденежный Е.Н. Устройство для легирования материалов халькогенидами и галогенами / Пат. №2150U РБ, МПК С03В 8/02, По заявке №u20040631. Заявл. 27.12.2000, Опубл. 01.06.2005.

61.Алексеенко А.А., Гурин В.С., Прокопенко В.Б., Бойко А.А., Юмашев К.В., Прокошин П.В., Золотовская С.А. Способ получения легированного кварцевого стекла / Пат. №8576 РБ, С03В8/02, 20/00, По заявке №а20030907. Заявл. 29.09.2003, Опубл. 30.10.2006.

62.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Стоцкая О.А., Химич Е.Н., Кенько В.М., Химич Н.Н. Способ получения легированного кварцевого стекла / Пат. №10164 РБ, С03В8/02, 20/00, По заявке №а20050975. Заявл. 10.10.2005, Опубл. 30.06.2007.

63.Стоцкая О.А., Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Способ получения форстеритовой керамики / Пат. №10452 РБ, С03В35/622, 35/16, По заявке №а20050989. Заявл. 14.10.2005, Опубл. 30.06.2007.

64.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Стоцкая О.А. Способ получения легированного кварцевого стекла / Пат. №10660 РБ, С03В8/02, По заявке №а20050093. Заявл. 28.01.2005, Опубл. 30.06.2008.

65.Бойко А.А., Подденежный Е.Н., Шабловский Я.О., Стоцкая О.А., Гришкова Е.И. Стекло и способ его получения / Пат. №11183 РБ, С03С3/076, С03В8/02, По заявке №а20070094. Заявл. 04.05.2007, Опубл. 30.10.2008.

66.Малашкевич Г.Е., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Добродей А.О. Люминофор / Пат. №13651 РБ, С09К 11/77, По заявке №а20090644. Заявл. 05.05.2009, Опубл. 23.06.2010.

67.Судник Л.В., Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Способ получения наноразмерного порошка оксида цинка / Пат. №14776 РБ, С 01 G 9/02, C 22 B 19/34, По заявке №а20091444. Заявл. 14.10.2009, Опубл. 10.05.2011.

68.Стоцкая О.А., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Борисенко Н.В. Способ получения фосфорсодержащего кварцевого золь-гель стекла / Пат. №15099 РБ, С 03 В 8/02, C 03 B 20/00, По заявке №а20091468. Заявл. 19.10.2009, Опубл. 26.07.2011.

69.Добродей А.О., Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Соболев Е.В. Светильник светодиодный / Пат. №7988U РБ, МПК F21S 8/00, H01J 63/00, По заявке №u20110582. Заявл. 18.07.2011, Опубл. 01.12.2011.