Материалов


МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО И



Pdf көрінісі
бет31/62
Дата12.07.2024
өлшемі2,72 Mb.
#203563
түріУчебное пособие
1   ...   27   28   29   30   31   32   33   34   ...   62
Байланысты:
физико-химические методы исследования строительных материалов (3)

3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО И 
ФАЗОВОГО СОСТАВОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ 
МАТЕРИАЛОВ 
 
3.1. Рентгенофазовый анализ 
3.1.1. Теоретические основы 
Применение 
рентгеновского 
излучения 
для 
исследования твердых строительных материалов основано на 
том, что его длина волны сопоставима с расстоянием между 
упорядочено расположенными атомами в решетке кристаллов, 
которая для него является естественной дифракционной 
решеткой. Сущность рентгеновских методов анализа как раз и 
заключается в изучении дифракционной картины, получаемой 
при отражении рентгеновых лучей атомными плоскостями в 
структуре кристаллов [9]. 
Рентгеновское 
излучение 
– 
это 
поперечные 
электромагнитные колебания с длиной волны 10
-2
– 10
2
Å 
(ангстрем). В рентгеновских трубках для получения излучения 
используют столкновение электронов, ускоренных под 
действием высокого напряжения с металлическим антикатодом. 
Возникающие при этом рентгеновское излучение в зависимости 
от длины волны разделяют на жесткое [λ≤1
Å̇
] и мягкое [λ>1Å]. 
Трехмерную решетку кристалла можно представить себе 
как совокупность параллельных равноудаленных друг от друга 
атомных плоскостей, образованных расположенными в них 
атомами. На рис. 3.1 показаны некоторые возможные атомные 
плоскости в различный типах кубической решетки. Все 
плоскости, одинаково ориентированные в пространстве, 
составляют семейство плоскостей, которые характеризуются так 
называемыми 
кристаллографическими 
индексами 
(или 
индексами Миллера). Под этими индексами, обозначаемыми в 
общем случае как 
hkl,
понимаются три простых числа, обратно 
пропорциональных отрезкам, отсекаемым любой плоскостью 
данного семейства на кристаллографических координатных осях 
(х,у,z),
и выраженных по каждой оси в соответствующих 
осевых единицах. Индексы 
h,k,l 
получаются, если величины, 
обратные указанным отрезкам, привести к общему знаменателю


50 
а затем отбросить его. Координатные оси обычно выбираются 
так, чтобы они были параллельны ребрам элементарной ячейки 
(а, 
b, с),
а осевой единицей по каждой оси является 
соответствующий период идентичности (параметр решетки). 
Совокупность индексов плоскости, взятая в круглые скобки 
(hkl),
называется символом плоскости. Если плоскость 
пересекает кристаллографическую ось в отрицательном 
направлении, над соответствующим индексом ставится знак 
«минус». Для плоскостей, параллельных какой-либо оси, 
соответствующий индекс равен нулю (отсекаемый отрезок равен 
бесконечности). 
Рис. 3.1. Возможные атомные плоскости в кубической решетке: 
Каждое семейство плоскостей с индексами 
(hkl)
характеризуется своим межплоскостным расстоянием 
d,
т. е. 
расстоянием 
между 
двумя 
соседними 
параллельными 
плоскостями 
(рис.3.2). 
Межплоскостные 
расстояния 

важнейшие структурные характеристики кристаллического 
вещества. 
В 
сложных 
решетках, 
состоящих 
как 
бы из нескольких простых, межплоскостное расстояние данного 
семейства плоскостей равно расстоянию между соседними 


51 
параллельными 
кристаллографически 
идентичными 
плоскостями, принадлежащими одной простой решетке. В 
рентгенографическом анализе межплоскостные расстояния 
принято выражать как функции индексов (hkl). 
Рис. 3.2. Cемейства плоскостей, параллельных оси c, 
с разными индексами 
где d - межплоскостное расстояние, θ – угол скольжения 
(брэгговский угол), n – порядок дифракционного максимума, λ – 
длина волны. 
В 
основе 
рентгенографического 
анализа 
лежит 
уравнение Вульфа- Брегга, связывающее угол θ падения или 
отражения на атомную плоскость рентгеновского луча с его 
длиной волны 
λ
и величиной межплоскостного расстояния 
d: 
nλ=2d∙sinθ 
где 
п
— целое число (1,2,3 и т. д.), называемое порядком спектра 
или порядком отражения. Отраженный пучок рентгеновских 
лучей, который может быть зарегистрирован, возникает лишь в 
том случае, если будет соблюдаться указанное равенство. Лучи, 
отраженные во всех других направлениях и под другими 
углами, не удовлетворяющими уравнению Вульфа - Брегга, 
взаимно погашаются. 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   27   28   29   30   31   32   33   34   ...   62




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет