Способ рентгенофазового анализа Советский патент 1983 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к определению фазового состава образцов с помо щью дифракции рентгеновских лучей и может быть использовано Для анализа минерального сырья, пылей и. других объектов.

Известен способ рентгенофазового анализа, заключающийся в облучении образца рентгеновским пучком и измерении интенсивности дифрагированного излучения определяемой фазы Hi.

Недостаток данного метода состоит в наложении дифракционного излучения мешающей фазы на дифракционное излучение определяемой фазй. При качественном анализе это наложение затрудняет идентификацию фазы а в количе-ственном анализе увеличивает его погрешность.

Известен способ рентгенофазового анализа, включающий указанные выше операции и отличающийся тем, что дополнительно производят расшифровку указанного наложения путем вычитания из суммарной интенсивности дифракционного излучения интенсивности дифракционного излучения метающей фазы 2.

Однако операция расшифровки увеличивает трудоемкость анализа и не всегда может быть выполнена с достаточной точностью.

Наиболее близким к предлагаемому является способ рентгенофазового анализа образца, включающий облучение образца первичным рентгеновским пучком и измерение интенсивности излучения, дифрагированного определяемой фазой.

В способе для устранения наложения мешающей фазы выбирают ., другую дифракционную линию определяемой фазы, свободную от наложения на нее данной мешающей

Недостаток известного способа состоит в том, что новая аналитическая линия, как правило, значительно слабее основной аналитической линии, на которую налагается данная мешающая фаза. Использование же слабой аналитической линии снижает чувствительность анализа. Кроме того, на эту линию может быть наложение линии от Другой мешающей фазы образца.

Цель изобретения - повышение чувствительности, анализа образца, содержащего мешающую фазу, способную к текстурированию, за счет устранения дифракционного пика мешающей фазы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу рентгенофазового анализа образца, содержащего мешающую фазу, включающему облучение образца первичным рентгеновским пучком и измерение интенсивности излучения, дифрагированного

определяемой фазой, образец текстурируют, направление облучения образца первичным пучком выбирают не совпадающим с нормалью к плоскости текстурирования, а интенсивность излучения, дифрагированного определяем й фазой, измеряют в направлении, соответствующем меньшему из двух по- . лученных значений интенсивностей, измеренных в плоскости дифракции.

0 При хаотичном расположении иастиц образца рентгеновские лучи, дифрагированные данным семейством плоскостей кристаллической решетки определяемой фазы, лежат на поверхности

5 конуса, и «ющего своей осью направление первичного луча и угол раствора, равный б, - угол дифракции Брэгга, удовлетворяющий равенству.

- 2д51ив Л, ()

где d - межплоскостное расстояние; Д. - длина волны излучения.

Частицы мешающей фазы создают при хаотическом расположении в образце такой же дифракционный конус, т.е. имеет место наложение дифракционных пиков от мешающей и определяемой фаз.

При текстурировании части.цы мещающей фазы, имеющие форму,, способствующую их преимущественной ориентации, ие будут расположены хаотично в образце. Это вызовет изменение в распределении дифрагированного зтими частицами излучения, по поверхности дифракционного конуса, что может использовано для устранения указанного наложения.

Рассмотрим случай, когда семейство кpиctaлличecкиx плоскостей мешающей фазы, дающих налагающееся Дифракционное излучение, параллельно внешней плоскости частиц мешающей фазы При текстурировании эти частицы расположатся параллельно 5 или почти параллельно плоскости текстурирования. В силу этого дифрагированное мешающей фазой излучение будет только по одну сторону от направления первичного пучка - под уг лом 2в к этому . На другом возможном направлении (-2) указанное излучение будет отсутствовать. Частицы же определяемой фазы, расположенные хаотично, будут создавать дифракционное излучение по все направлениям, лежащим на поверхност дифрасционного конуса, в частности в направлении -2&, которое, следова тельно, будет свободно от наложения излучения мешающей фазы. Рассмотрим общий случай, когда отражающее семейство 1Т1Лоскостей мешающей фазы расположено под некоторым углом к плоскости текстурирования, т.е. к внешней плоскости частиц этой фазы, параллельных плоскости текстурирования. Как и в первом случае, излучение« дифрагирован ,ное мешающей фазой, будет наблюдать ся при условии,что угол между отражающими плоскостями и первичным пучсом будет равен углу Брэгга 0. Последний совпадает с углом дифракции для частиц определяемой фазы, расположенных хаотично. При этом возможны два варианта: направление первичного луча совпадает с нормалью к плоскости текстурирования и направление первичного луча не совпадает с указанной нормалью. При первом варианте мешающая фаза будет давать дифрагированное излучение при любом положении ее ча стиц в плоскости текстурирования, так как угол дифракции не будет меняться при повороте этих частиц в указанной плоскости. Поэтому мешающая фазаздесь даст-дифракционное излучение по всем направлениям дифракционного конуса, т.е, на всех на правлениях будет наложение мешающей фазы на дифракционное излучение определяемой фазы. При втором варианте мешающая фаза даст дифракционное излучение только в Т ебольшом интервале направлений на дифракционном конусе. Следователь но, остальная часть направлений буде свободна от наложения. Таким образом, общими условиями полного устранения наложения дифракционного излучения текстурированной мешающей фазы на дифракционное излучение определяемой фазы являются измерение дифракционного излучения определяемой фазы в направлении, отличном от направления дифракционно84го излучения мешающей фазы на учетверенный угол дифракции Брэгга k&fH несовпадение нормали к плоскости текстурирования с направлением первичного луча. При параллельном расположении отражающих плоскостей мешающей фазы и плоскости текстурирования первое из указанных условий можно заменить на ему эквивалентное - направление измеряемого дифракционного излучения определяемой фазы и нагфавление дифракционного излучения мешакнцей фазы должны располагаться по разные стороны от плоскости текстурирования. Однако в общем случае это условие будет неверным, так как возможен вариант, когда все направления дифракционного конуса находятся по одну сторону от плоскости текстурирования. Поэтому в общем случае для устранения наложения следует проводить измерения в условиях, сформулированных выше. Пример, При рентгенофазовон анализе рудничной пыли на содержание о(кварца мешающей фазой являются слюдистые минералы, например сери- : цит, частицы которого имеют форму пластин и поэтому могут быть текстурированы. За аналитическую дифракционную линию кварца принимают его наиболее сильную линию ,33 нм. На эту линию может накладываться линия серицита deO,332 нм. Порошки кварца и смеси кварца и серицита (в отношении 1:1 по массе) прессуют в одинаковых кюветах, имеющих углубление 0,1 мм, диаметром 5,6 км. Плоскость прессования (текстурирования ) параллельна поверхности образца ;в кювете. Для съемки на просвет кювета имеет центральное отверстие, а углубление в кювете имеет дно из гетинакса, прозрачного для рентгеновского излучения. Рентгеносъем у проводят на излучении CuKdl, используют дифрактометр УРС-50ИМ и счетчик СРС-1-0, Интенсивность дифржционного излучения измеряют по высоте дифракционного пика над фоном на ленте самописца дифрактометра. В данном случае отражающие плоскости серицита, создающие мешающее дифракционное излучение при определении кварца, расположены параллельно внешней плоскости частиц серицита, т,е, плоскости текстурирования. Поэтому для устранения наложения этого излучения на дифракционное из лучение кварца интенсивность послед него можно измерять в направлении, расположенном по другой стороне от плоскости текстурирования, чем направление дифракционного излучения от частиц серицита. При съемке на отражение первое из указанных направлений проходит внутри кюветы, т.е. его нельая использовать для измерения дифракционного излучения кварца. Поэтому применяют рентгеносъемку на просвет при симметрично положении поверхности образца относительно первичного и дифрагированного кварцем рентгеновских лучей. Для проверки отсутствия наложени находят отношение интенсивностей (| пиков кварца: и .iZ (последний пик свободен от наложения излучения серицита) при съемке порошка кварца и смеси кварца с серицитом. Находят, что для кварцевр.го порошка .,20+0,3, а для смеси кварцас серицитом это отношение равно 6,05+0,3. Неизменность 6 указанного отношения (в пределах ошибки измерения) указнвает на отсутствие наложения излучения серицита на излучение кварца при съемке их смеси. Для сравнения определяют отношение указанных интенсивностей при на отражение по одну сторону от плоскости текстурирования. Для кварцевого порошка оно составляет 5,8+р,, а для смеси кварца с серицитом 2,7+2, Следовательно, для смеси линия серицита ,332 нм накладывается на дифракционную линию кварца d 0,33 нм. Таким образом, предлагаемый способ рентгенофазового анализа позволяет устранить наложение дифракционного излучения мешающей фазы на дифракционное излучение определяемой фазы, что Дает возможность повысить надежность идентификации фаз при качественном анализе и точность нахождения содержания определяемой фазы по интенсивности дифрагированного ею излучения при количественном анализе.

СПОСОБ РЕНТГЕНОФАЗОВОГО АНАЛИЗА ОБРАЗЦА, содержащего мета ; ющую фазу, включающий облучение вб разца первичным рентгеновским пучком и измерение интенсивности излучения, дифрагированного определяемой фазой, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности анализа.образца, содержащего мешающую фазу, способную к текстурированию, за счет устранения дифракционного пика мешающей фазы, образец текстурируют, направление облумения образца первичным пучком выбирают не совпадающим с нормалью к плоско1 сти текстурирования, а интенсивность излучения, дифрагирсюанного опредеО) ляемой фазой, измеряют в направлении, соответствующем меньшему из двух.полученных значеw«и интенсивностей, измеренных в плоскости дифракции.