Способ рентгеновского фазового анализа слоистых силикатов

 

ОПИСАН И Е

ИЗОЬЕЕтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р1 5268ll

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 (l) М. Кл, G 01N 23, 20 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (2) Заявлено 25.08.72 (21) 1826353 25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 24.08.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.386. (088.8) (72) Автор изобретения

Г. А. Кринари (71) Заявитель

Казанский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ульянова-Ленина (54) СПОСОБ РЕНТГЕНОВСКОГО ФАЗОВОГО АНАЛИЗА

СЛОИСТЫХ СИЛИКАТОВ

Рлат = и 180 R ", l + hkl >

Изобретение относится к способам рентгеновского фазового анализа.

Известен способ рентгеновского псследова|ния глинистых минералов, согласно которому исследуемую фракцию осаждают на тонкую 5 алюминиевую фольгу, а затем проводят съемку «на просвет» дифрактометрическим методом. (1).

Также известен способ исследования образцов с ориентированными частицами, согласно I0 которому производят облучение образца с ориентированными частицами рентгеновскими лучами и регистрируют прошедшее через образец излучение дифрактометрическим методом (2).

Указанные способы не позволяют качественно проводить фазовый анализ многофаз ных слоистых силикатов из-за наложения отражений от различных кристаллографических систем образца. 20

Цель изобретения заключается в том, чтобы повысить качество анализа.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно определяют углы Брэгга, где имеют место неоднозначно индицируемые от- 25 ражения, детектор устанавливают последовательно в каждое из этих угловых положений, производят поворот образца в каждом фиксированном положении детектора, регистрируют кривые зависимости интенсивности диф- 30 ракцпонных отражений от угла поворота образца и по полученным данным определяют его фазовый состав.

В основу способа положено три эффекта, связанных с особенностями дифракции рентгеновских лучей в объектах, обладающих преимущественной ориентировкой кристаллитов. Во-первых, величина геометрического фактора, а следовательно, и интенсивности дифракционных рефлексов, резко возрастает с увеличением степени ориентированности

KpHcTB;I;lIIToB, поскольку увеличивается число частиц, которые могут одновременно находиться в отражающем положении. Использование съемки «на просвет» позволяет использовать это явление не только для усиления базальных рефлексов, что делалось и ранее, но и рефлексов типа hkl. Во-вторых, интенсивность рентгеновской дифракции, возникающей:на определенном семействе плоских сеток зависит в рассматриваемом случае от угла ср, образованного плоскостью преимущественной ориентировки частиц и направлением прямого рентгеновского луча. Величина угла рдь соответствующая максимальной интенсивности отражения от плоских сеток /Й!, определяется простым соотношением:

526811

Формула изобретения

Составитель К. Кононов

Техред В. Рыбакова

Корректор А. Дзесова

Редактор Н. Коляда

Заказ 1953/4 Изд. Ка 1578 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

3 где Ghlcl — Брэгговский угол, для которого выполняются условия дифракции .на плоских сетках ЬИ; уй/е/ — угол между направлением нормали к плоскостям, по которым проходит преимущественная ориентировка кристаллитов, и конической поверхностью, образованной нормалями к плоским сеткам hkl; и — число натурального ряда.

Теоретические значения улл могут быть вычислены исходя из идеализированных структурных моделей изучаемых фаз с помощью обычных приемов геометрической кристаллографии. Точность +- 2 оказывается при этом вполне достаточной, что позволяет проводить вычисления прафичеоки на сетке Вульфа.

В-третьих, полуширина дифракционных максимумов, зарегистрированных в координатах интенсивность — угол у неподвижным счетчиком квантов различна для рефлексов, относящихся к разным, системам кристаллитов, и пример но одина кона для рефлексов, относящихся к одной системе кристаллитов, поскольку степень ориентированности ча стиц каждой системы определяется их формой и средним размером.

Способ реализуется следующим образом.

Для образца, фазовый состав которого в первом приближении известен, но не может быть точно установлен обычными методами рентгеноструктурного фазового анализа, готовится ориентированный препарат, допускающий съемку «на просвет». Его получают осаждением частиц слоистых силикатов на тонкое покровное стекло, насыщают этиленгликолем, прокладывают листами фильтровальной бумаги, обильно смачивают спиртом и зажимают между двумя плоскопараллельными, стеклянными пластинами. Затем вся система помещается в муфельную печь с температурой порядка 300 С на время, необходимое для полного выкипания спирта (20—

30 сек). После такой процедуры, иногда повторенной несколько раз, пленка ориентированных частиц отделяется от стекла подлож ки и ее укрепляют на держателе образцов рентгеновского дифрактометра .при помощи капли вазели нового масла. Счетчик рентгеновских квантов устанавливают в соответствии с

Брэгговским углом, на котором при обычной съемке порошка фиксировался рефлекс, допускающий неоднозначную интерпретацию или ожидался рефлекс от фазы, присутствие которой предполагается в исследуемом объекте. При неподвижном счетчике рентгеновских

Ф квантов регистрируют дифрактограмму, отражающую зависимость интенсивности дифрагирующего луча от угла ср. Подобную операцию проделывают для всех Б рэгговских углов, исследова ние дифракции на которых необходимо и достаточно для однозначного уста новления фазового состава объекта. По положению максимумов на полученных таким образом дифрактограммах определяют величины р,и и у ль пользуясь вышеуказанным уравнением.

Отсутствие на некоторых из них четко выраженных максимумов указывает на то, что образец не содержит соответствующей предполагаемой фазы или на то, что исследуемые рефлексы обязаны примеси, не имеющей слоистой структуры. Сопоставляя экспериментальные и теоретически рассчитанные значения улл1 (грал(), устана вливают кри сталлические фазы, присутствие которых в системе привело

20 к образованию данных рефлексов и приписывают последним определенные символы ЙИ, т. е. проводят их индицирование. Измеряют полуширину дифрактометрических максимумов, по которой судят о принадлежности об25 наруженных фаз одной или нескольким .системам кристаллитов.

30 Способ рентгеновского фазового анализа слоистых силикатов, заключающийся в том, что производят облучение образца с ориентированными частицами рентгеновскими лучами, регистрируют прошедшее через образец

35 излучение дифрактометрическим методом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества анализа, предварительно определяют углы Брэгга, где имеют место неоднозначно индицируемые отражения, детектор устанавли40 вают последовательно в каждое из этих угловых положений, производят поворот образца в каждом фиксированном:положении детектора, регистрируют кривые зависимости интенсивности дифракционных отражений от угла

45 поворота образца и по полученным данным определяют его фазовый состав.

Источники информации, принятые во вни50 мание при экспертизе:

1. Rich С../. Determination of 060 reflections

of clay minerals, Ат mineral, 78, 553 — 567, 1962.

2. Авт. св. № 490542, кл. G 01N 23/00, 1970

55 (прототип),