Путь к диссертации: сквозь тернии к звездам

В прошлом году ряды кандидатов химических наук Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН пополнил Александр Александрович Катаев. 25 сентября 2019 г. он успешно защитил кандидатскую диссертацию по специальности «Технология электрохимических процессов и защита от коррозии». Темой работы стало получение сплавов Al-B восстановлением KBF₄ и B₂O₃ в легкоплавких криолитовых расплавах. 6 февраля 2020 г. Александр получил подтверждение от комиссии ВАК о выдаче диплома кандидата химических наук.

Молодой ученый рассказал о своем исследовании, подготовке к защите и поделился планами на будущее.

— Моя диссертация посвящена изучению физико-химических свойств расплавов для получения алюмоборных лигатур. Исследованию низкоплавких криолитов я посвятил много времени. Удалось выяснить, что они являются очень хорошими средами для получения лигатур алюминий-бор. А разработка технология получения этих лигатур стала основой моей диссертации. Наряду с исследованием термической устойчивости, температуры  ликвидуса, растворимости Al₂O₃ в борсодержащих криолитовых расплавах и определением их плотности и  электропроводности мы впервые, насколько мне известно, выявили механизм взаимодействия KBF₄ и B₂O₃ с расплавами на основе легкоплавкого калиевого криолита, что было подтверждено многократными лабораторными испытаниями.

Заведующий лабораторией электрокристаллизации и высокотемпературной гальванотехники ИВТЭ Андрей Исаков считает мою диссертацию основополагающей для  целого направления будущих работ, так как в ней «обкатаны» принцип, технические и материаловедческие решения и приемы получения алюмоборных лигатур. По его словам, «изюминкой» работы является то, что алюминиевый сплав получается с использованием не самого элементарного бора, а его соединений, что существенно повышает эффективность процесса и исключает дополнительные переделы. По такому принципу может быть разработано много способов получения алюминиевых сплавов с бором, скандием и многими другими  элементами, которые способны растворяться в этих условиях в алюминии.

Честно признаюсь, что в процессе подготовки диссертации трудным было все: написать текст,  правильно оформить огромное количество документов и соблюсти все бюрократические моменты.

Но мне вообще в жизни везет. У меня была самая лучшая школа с самыми великолепными учителями. Меня всегда окружали самые прекрасные люди, в том числе руководитель лаборатории Ольга Юрьевна Ткачева. Она и Андрей Владимирович Исаков мне очень помогли, всегда был рядом Алексей Руденко. Конечно, меня поддерживал Юрий Павлович Зайков, мой научный руководитель. Отдельная благодарность Нине Павловне Кулик за неоценимую помощь в оформлении документов и подготовке работы.

Будущим диссертантам советую запастись терпением и постараться спокойнее реагировать на любую критику и любые предложения. Все зависит только от самого диссертанта. Сама по себе защита  не так сложна, самое трудное, по-моему, то, что ей предшествует.

В ближайших планах — пережить пандемию и продолжить трудиться на благо института, страны и всего человечества. Тема алюминия-бора продолжает фигурировать в наших исследованиях и научных разработках. По итогам диссертации была предложена технология получения непосредственно алюминия, которая защищена патентом на изобретение «Способ получения лигатурного сплава алюминий-бор» (Ю.П. Зайков, О.Ю. Ткачева, А.А.Катаев, М.Ю. Микрюков, А.В. Суздальцев, Ю.М. Штефанюк, В.Х. Манн)

Наша исследовательская группа надеется, что полученные результаты найдут применение во многих будущих проектах. Например, сейчас мы исследуем кинетику растворения оксида алюминия в промышленных криолитах. Для этого приобретены новые приборы: МЕТАВАК–К — газоанализатор кислорода (группа компаний «Гранат») и уникальный в России высокотемпературный реометр FRS 1600 (компания Anton Paar), который в дальнейшем можно использовать в работе не только с алюминием, но и с кремнием, рением и другими тугоплавкими металлами.

Среди опубликованных работ особое место занимают следующие:

Frolov A.V., Gusev A.O.,  Zaikov Y.P., Kataev A.A., Shurov N.I., Chuikin A.A., Redkin A.A.The effect of potassium cryolite on construction materials under electrolysis condition // TMS Annual Meeting.  2009. P. 1129–1133.

Kataev A., Tkacheva O., Zakiryanova I., Apisarov A., Dedyukhin A., Zaikov Y. Interaction of B₂O₃ with molten KF-AlF₃ and KF-NaF-AlF₃ // Journal of Molecular Liquids. 2017. No 231. P. 149–153. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.02.021

Tkacheva O., Arkhipov P., Kataev A., Rudenko A., Zaykov Y. Electrolyte viscosity and solid phase formation during aluminium electrolysis // Electrochemistry Communications. 2021. No 122. 106893. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2020.106893