Способ рентгенографического фазового анализа

 

Изобретение относится к физическому материаловедению и может быть использовано, в частности, для контроля продуктов электролиза. Цель изобретения состоит в повышении точности количественного фазового анализа веществ, включающих химически активные метастабильные фазы. Сущность данного способа сводится к определению коэффициентов K<SB POS="POST">I</SB>, Α<SB POS="POST">I</SB> уравнения связи X<SB POS="POST">I</SB>/X @ = K<SB POS="POST">I</SB> @ J<SB POS="POST">I</SB>/J @ + α<SB POS="POST">I</SB> @ , используемого в рентгенографическом фазовом анализе веществ методом внутреннего стандарта. Для этого одну из проб анализируемого вещества принимают в качестве эталона, подвергают химическому анализу и находят ее средний фазовый состав X<SB POS="POST">I</SB>. Затем пробу делят на порции, которые рентгенографируют в идентичных условиях, определяя фазовый состав X<SB POS="POST">I</SB> (N) в каждой порции, который отличается от среднего из-за флуктуаций. Полученные результаты позволяют построить линейную зависимость, соответствующую уравнению связи, из которой находят коэффициенты K<SB POS="POST">I</SB> @ , α<SB POS="POST">I</SB> @ , используемые затем при выполнении фазового анализа. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 23 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cb

Cb

Ж

СР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4434624/23-25

1 (22) 31.05.88 (46) 15.11.90. Бюл. № 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт титана (72) 1О. И. Рысьева, С. Н. Волейник и А. В. Квашнина (53) 621.386 (088.8) (56) Хейкер Д. М., Зевин Л. С. Рентгеновская дифрактометрия. М., ФМ, 1963, с. 207—

211.

Завьялова Л. Л. и др. Количественный рентгеновский фазовый анализ. — Сб.

АМРА, Л., 1970, в. VII, с. 198 — 216. (54) СПОСОБ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОГО ФАЗОВОГО АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к физическому материаловедению и может быть использовано, в частности для контроля продуктов электролиза. Цель изобретения состоит в поИзобретение относится к физическому материаловедению и может быть использовано, в частности, для контроля продуктов эл ктролиза.

Цель изобретения — повышение точносколичественно-о фазового анализа веществ, включающих химически активные метастабильные фазы.

Сущность способа состоит в том, что для рентгенографического анализа состава сложных многофазных смесей, которые образуются, например, при электролизе в магниевом производстве, используют в качестве внутреннего стандарта одну из известных фаз, присутствующих в смеси и не изменяющих своего состава. Производя рентгенографирование смеси и определяя интенсивности аналитических линий фаз, находят коэффициенты х;/х= К. I;/I — а уравнений связи из совместных данных химического

„„SU„„1606920 A 1

2 вышении точности количественного фазового анализа веществ, включающих химически активные метастабильные фазы. Сущность да нного способа сводится к определен и ю коэффициентов К,, а; уравнения связи х;/х- =К J,/I,.+а„, используемого в рентгенографическом фазовом анализе веществ методом внутреннего стандарта. Для этого одну из проб анализируемого вещества принимают в качестве эталона, подвергают химическому анализу и находят ее средний фазовый состав х;. Затем пробу делят на порции, которые рентгенографируют в идентичных условиях, определяя фазовый состав х;(и) в каждой порции, который отличается от среднего из-за флуктуаций. Полученные результаты позволяют построить линейную зависимость, соответствующую уравнению связи, из которой находят коэффициенты

К,, а;-, используемые затем при выполнении фазового анализа. 1 табл. анализа. Найденные коэффициенты уравнений связи используют в дальнейшем при экспрессном рентгенографическом контроле.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример. Производили контроль двухфазной системы, включающей NaCl (фаза № 1) и 0,7 NaCI 2,2 КС! ° MgCIz (фаза № 2) при анализе элекролитов магниевого производства следующего химического анализа, вес.%: КС145,8; NaC139,3; MgCI 11,7; СаСI.

2,6.

Рентгенографически установлено, что электролит состоит из КС1; NaCl; 0,7 NaCl)<

X 2,2КС! MgC l КСа Gta.

На основании химического и рентгеновского фазового анализов получен количественный фазовый состав пробы, вес.%:

0,7NaCI ° 2,2КС! MgCI 37,1; KCaCI 4,3;

NaCl 34,4; КС! 24,2. Эталоны готовили пу1606920

Ii откуда

jr тельно, а = 0,131.

Формула изобретения

50 тем разделения пробы электролита на пять порций, которые рентгенографировали в идентичных условиях на дифрактометре ДРОН0,5 последовательно в одной и той же кювете.

В качестве внутреннего стандарта выбрана свободная от наложений линий других фаз линия с d = 2,54 А, принадлежащая фазе № 2. Аналитической линией фазы № 1 (NaCI) выбрана линия Ii(d=2,8А).

Измеренные значения интенсивностей аналитических линий Ii и 1<д- представлены в таблице (графа 2, 3) .

По величине содержания стандартной фазы в пробе (Хд=37,1Я) и значениям интенсивностей 1, „аналитической линии этой фазы на дифрактограммах отдельных порций, вычислено содержание стандартной фазы (Х,, ) в каждой порции учитывая, что l ; xcr; = Х ху(n) и I = ХI (n) среднеарифметическое значение интенсивностей порций равно 57,8ог .

Вычисление значения х, („> приведены в таблице (графа 4), где также представлено (графа 5) содержание фазы № 1 (NaCI) в порциях, вычисленное с учетом изменения доли хлорида натрия от общего его содержания (по химическому анализу), из его присутствия в фазе № 2: х („) =39,3 — 0,131х, (,)

Затем был составлен набор отвечающих друг другу отношений концентраций и интенсивностей линий для порция и

1 ) (n)

l(n) и по ним на ЭВМ рассчитана линей1 (n) ная зависимость xi/ =I(I>/1, ), определяемая уравнением

xi/õ =0,460 — 0,129, (1) где коэффициенты уравнения связи

=оставил и:

К = 0,460 — коэффициент пропорциональности; а = 0,129 — коэффициент учета наложений линии.

Полученные коэффициенты уточняли мегодом последовательных приближений.

В частности, для уточнения а в уравнех 34,4 нии (1) подставляли значения х 37,1 рассчитанные в среднем по пробе на осно10

40 вании химического анализа, — — — -" — 2

Л— — — — — — " — — — — — -" — 2, 3 и, следова—

В дальнейшем найденное уравнение связи использовалось для контроля состава электролита в процессе электролиза.

Преимущество предлагаемого способа (по сравнению с известными) заключается в том, что при разработке методики количественного рентгенофазового анализа многокомпонентных проб при помощи уравнений связи он исключает необходимость составления эталонных смесей и позволяет распространить прямой дифракционный способ анализа на пробы, содержащие метастабильные, гигроскопичные, химически активные и т. п. фазы, когда составление таких смесей с заранее заданным составом невозможно, и эта трудность подчас усугубляется наличием на дифрактограмме пробы взаимных наложений аналитических линий.

Способ рентгенографического фазового анализа, включающий отбор проб и эталонов, облучение образца и эталонов пучком рентгеновских лучей, регистрацию заданной системы аналитических линий, нахождение интенсивности линий, определение количеств анализируемых фаз из уравнений связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности количественного фазового анализа веществ, включающих химически активные, метастабильные фазы, определяют средний состав одной из проб х;, в качестве эталонов используют отдельные порции этой пробы, порции рентгенографируют в идентичных условиях, измеряют в каждой интенсивности 1; (n) дифракционных максимумов анализируемых фаз, находят среднее значение

1;= — „Х I;<., определяют содержание (для

Ii (л) каждои порции х;(,) =х; —, а по завиi симости х,(„) /х;=К; I;(,) /1;+а; находят значения коэффициентов К;, а;, уравнений связи, посредством которых далее определяют количественное содержание фаз в пробах по измеренным значениям интенсивностей аналитических линий.

1606920

Ф пор>g.ь с ЕХ(n) < q(n) ции (n) 131 47 1,170 2,787

133 54 1,002 2,463

133 62 0,855 2,145

132 54 1,002 2,444

131 72 0 718 1 819

Составитель Е. Сидохин

Редактор А. Ревин Техред А. Кравчук Корректор С. Шевкун

Заказ 3547 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI

35,34

34,75

34,08

34,75

33,24

1 1ь !

1сI;i !