Способ определения удельной свободной энергии кристаллов Советский патент 1984 года по МПК G01N21/25 

0.3S . eJS « «75 0.iS Я-1007. Изобретение относится к исследова нию кристаллов, а более конкретно к способу определения удельной энергии поверхностного натяжения, сконцентри рованной в поверхностном слое кристалла, и может быть использовано при определении прочностных характеристик кристаллов. Известен способ 1 определения свободной энергии кристаллов, включа ющий измерение жесткости образца при помощи твердомера ПМГ-3, установку образца в фокусе объектива ПМ-З, ча стичное откалывание пластинки слюды стеклянным клином и измерение радиуса кривизны изгиба откалываемой пластинки по интерференционной картине далее по полученным значениям жестко сти, толщины пластинки и радиуса кри визны определяют удельную свободную энергию по формуле Указанный способ является трудоем ким, разрушающим и не учитывает степень шероховатости поверхности.Кроме того, необходимо, чтобы откалываемые пластинки были прозрачными. Наиболее близким к предлагаемому является способ Г2 определения удельной свободной энергии кристаллов, включакядий облучение потоком инфракрасного излучения поверхности кристалла, измерения спектра отражен ного излучения фотоприемником. Причем удельную свободную энергию иссле дуемого кристалла находят по формуле Е -Е ч Э R, где RK максимальное значение коэффициента отражения исследуемого кристалла; ЕЗ - удельная свободная энергия эталонного кристалла, РЭ - максимальное значение коэффициента отражения эталонаОднако данный способ требует нали чия образца-эталона с известной удел ной свободной энергией, определенной другим способом. Кроме того, способ может быть применен только для слоистых силикатов и не учитывает степень шероховатости поверхности, а также влияния волнового числа. Цель изобретения - ускорение и повышение точности определения удель ной свободной энергии и расширение числа исследуемых кристаллов. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения удельной свободной энергии кристалло включающеглу облучение потоком инфракрасного излучения поверхности кристалла, измерение спектра отраженного излучения фотоприемником, на поверхность кристалла напыляют металлическую пленку толщиной 10 см, облучают ее инфракрасным потоком излучения и измеряют спектр отраженного излучения от последней фотоприемником, определяют максимальный коэффициент отражения кристалла в его спектре отражения R по отношению сигналов фотоприемника от потоков, отраженных от кристалла и металлической пленки, волновое число V в максимуме спектра отражения, значение структурного параметра О из значения максимального коэффициента отражения R и известной зависимости R((31 , а также удельную свободную энергию -jf кристалла из соотношения 4е ev(i-Rl2 где е - удельная свободная энергия, отнесенная к одной атомной группе, эрг на 1 молекулу. Пример . Для измерения берут кристалл слюды мускавит, у которого облучают инфракрасными лучами площадку 1x1 см от осветителя инфракрасного спектрометра НКС-21, измеряют отражение относительно плоскости базиса (.001) и получают спектр отражения. Так как поверхность минерала не имеет 100%-ной зеркальности, то для учета несовершенства поверхности на последнюю напыляют металлическую пленку (например, алюминия толщиной 1-10 -10 см, которая в точности копирует рельеф поверхности минерала. Такой диапазон обусловлен глубиной проникновения инфракрасного излучения в металл.. При меньших толщинах будет возрастать доля потерь в величине отраженного сигнала. Затем от этой же геометрической площадки,но уже от метсшлической пленки снова измеряют отражение в том же спектральном диапазоне. После этого по отношению сигнала в максимуме полосы отражения минерала к сигналу от металлической пленки при этом же волновом числе (принятому за 100%), что и максимум отражения минерала,определяют коэффициент отражения, который равен 60%. Если же не применять напыпения, то разница в величине коэффициента отражения составит 3%. Далее по величине максимального значения коэффициента отражения по оси волновых чисел определяют вол новое число для данного максимума отражения, которое равно 1040 . Затем по величине максимального значения коэффициента отражения R 60% и известной зависимости RlO.i , приведенной на чертеже, определяют структурный параметр 6 , который равен 0,74-10 молекула/см. Вид графической зависимости К( опре-.

J1105788

делен по нескольким минералам, длях 1агэрг на 1 молекулу, -

которых известны значения удельной 10 эрг/см.

свободной энергии. Максимум отраже- Кроме повышения точности измерений ния с л) 1040 смг относится к валент-предлагаемый способ позволяет ускорить ным колебаниям атомов в тетраэдреопределение удельной свободной энергии SiO, из которых образована плос- 5g два раза,так как в вазовом способе некость базиса lOOll мускавита. Значе- -обходимо производить два раза измерение удельной свободной энергии е дляние и вычисление данных как исследуемотетраэдра Sio, равной 1,56 хго,так и эталонного кристалла.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ КРИСТАЛЛОВ, включающий Облучение потоком инфракрасного излучения поверхности кристалла, измерение спектра отраженного излучения фотоприемником, отличаю щ и и с я тем, что, с целью ускорения и повышения точности определения удельной свободной энергии и расширения числа исследуемых кристаллов. в т 5 на поверхность кристалла напыляют металлическую пленку толщиной 10 10 см, облучают ее инфракрасным потоком излучения и измеряют спектр отраженного излучения от последней фотоприемником, определяют максимальный коэффициент отражения кристалла в его спектре отражения R по отношению сигналов фотоприемника от потоков , отраженных от кристалла и металлической пленки, волновое число в максимуме спектра отражения, значение структурного параметра Q из значения максимального коэффициента от«ражения R и известной зависимости R(Q1 , а также удельную свободную энергию у кристалла из соотношения f СП 4е ev(i-R) где С - удельная свободная энергия, отнесенная к одной атомной группе, S эрг на 1 молекулу. СП СХ) 00