Способ определения энантиоморфных кристаллов Советский патент 1987 года по МПК G01N23/04 

Изобретение относится к изучению минералов и их синтетических аналогов и может применяться в структурной и гинетической минералогии, кристаллографии, рентгенографии, физике твердого тела и других областях науки, связанных с исследованием, получением с использованием кристаллов.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения энантиаморф- ных кристаллов микронных размеров со слоистой структурой.

Определение относительной правизны и левизны микрокристаллов предлагаемым способом осуществляется по элементарным картинам роста, выявляемым на их гранях с помощью техники вакуум ного декорирования. Для этого от агрегата изучаемого образца отделяют несколько кусочков (размером по площади 35 мм и толщиной 2-3 мм), которые помещают р вакуумную установку на малоинерционньш нагреватель, где при вакууме 10 -1СГ мм рт.ст, нагревают при 300-450°С в течение 15- 20 мин для очистки поверхности от адсорбированных из атмосферы различных загрязняющих компонентов. Затем на поверхность кристаллов напыляют декорирующий металл (наиболее часто используется золото), вслед за которым термическим путем наносится уг- леродная пленка толщиной в 100-150 А Затем образец достают из вакуумной установки и помещают на 30-60 мин в растворитель (обычно растворителями являются кислотыHF, НС1, и ТоП.), в котором углеродная пленка с декорирующими частицами отделяется от образца, затем реплику вьшавливают, промывают, сушат и просматривают в электронном микроскопе. Таким образом, объектом для выявления энантиороста, которая, как было установлено экспериментально, проявляется как в геометрии отдельных-слоев, так и в

J закономерности распределения расстояний между их ступенями по различным направлениям роста. Для обнаружения правых и левых (энантиоморф- ных) кристаллов микронньк размеров

10 необходима одновременная регистрация той и другой формы на одном снимке.

На чертеже показаны фрагменты элементарных картин роста правой и левой относительных форм микрокрис15 таллов каолинита, обнаруженных в

псевдоморфных образованиях этого минерала по биотиту. Элементарные картины роста обеих форм кристаллов имеют одинаковую асимметричную полигональ

2Q ную форму в виде разностороннего шестиугольника и различаются только числом последовательных слоев роста.Они сформированы по спиральному механизму роста на ступени,.объединяющей.две винтовые

25 дислокации противоположных знаков (+ и -)J т.е. по механизму ростового аналога источника дислокаций Франка-Рида. Это однозначно устанавливается по одинаковому зеркально-сим

30 метричному виду (узору) ступени, наблюдаемой на вершине (в центре) элементарных картин роста. Штриховой линией показано одно из возможных положений плоскости зеркальной сим35 метрик, позволяющей совместить эти картины роста с помощью операции отражения в указанной плоскости относительных смещений и азимутальных разворотов. Относительная правизна

40 и левизна наблюдаемых кристаллов легко определяется по четко .вьфаженной асимметричной их форме и зеркально- симметричному расположению. Картины роста этих кристаллов могут быть совморфизма. микронных кристаллов являют- 45 мещены друг с другом (если не учиты- ся не сами кристаллы, а их углерод- ,ные отпечатки - реплики с чacтицaм i металла, декорирующими (т.е. делающими видимыми) картины роста этих кристаллов на уровне элементарных 50 слоев структуры. Наблюдение и регистрация этих картин роста осуществляется в просвечивающем электронном микроскопе при увеличении- не менее 5-105. 55

Относительная правизна и левизна микрокристаллов определяется по форме диссиметрии элементарных картин

вать незначительные различия в тонких деталях) при помощи только одной операции симметрии - зеркального отражения, т.е. каж,цая из них по отношению к другой является либо оригиналом, либо зеркальньм образом. Такие примеры встречаются относительно редко. Чаще кристаллЬг .характеризуются элементарными картинами роста с менее . выраженньм проявлением диссиметрии и, соответственно, анизотропии скоростей роста по кристаллографическим направлениям. Кроме то

роста, которая, как было установлено экспериментально, проявляется как в геометрии отдельных-слоев, так и в

закономерности распределения расстояний между их ступенями по различным направлениям роста. Для обнаружения правых и левых (энантиоморф- ных) кристаллов микронньк размеров

необходима одновременная регистрация той и другой формы на одном снимке.

На чертеже показаны фрагменты элементарных картин роста правой и левой относительных форм микрокристаллов каолинита, обнаруженных в

псевдоморфных образованиях этого минерала по биотиту. Элементарные картины роста обеих форм кристаллов имеют одинаковую асимметричную полигональную форму в виде разностороннего шестиугольника и различаются только числом последовательных слоев роста.Они сформированы по спиральному механизму роста на ступени,.объединяющей.две винтовые

дислокации противоположных знаков (+ и -)J т.е. по механизму ростового аналога источника дислокаций Франка-Рида. Это однозначно устанавливается по одинаковому зеркально-симметричному виду (узору) ступени, наблюдаемой на вершине (в центре) элементарных картин роста. Штриховой линией показано одно из возможных положений плоскости зеркальной симметрик, позволяющей совместить эти картины роста с помощью операции отражения в указанной плоскости относительных смещений и азимутальных разворотов. Относительная правизна

и левизна наблюдаемых кристаллов легко определяется по четко .вьфаженной асимметричной их форме и зеркально- симметричному расположению. Картины роста этих кристаллов могут быть совмещены друг с другом (если не учиты-

вать незначительные различия в тонких деталях) при помощи только одной операции симметрии - зеркального отражения, т.е. каж,цая из них по отношению к другой является либо оригиналом, либо зеркальньм образом. Такие примеры встречаются относительно редко. Чаще кристаллЬг .характеризуются элементарными картинами роста с менее . выраженньм проявлением диссиметрии и, соответственно, анизотропии скоростей роста по кристаллографическим направлениям. Кроме то

они могут располагаться в образго,

це как в закономерных, так и в произвольных ориентациях. В таких случаях для выявления диссимметрии и энантиоморфизма кристаллов требуется проведение детального анализа особенностей элементарных картин их роста. Одна из эффективных возможностей анализа базируется на измерении расстояний между ступенями во всех основных направлениях, определяющих полигональную форму элементаных картин роста, и на выявлении закономерностей (правого и левого) распределения измеренных .значений п отношению к единой системе координа Такой анализ позволяет достаточно надежно выявить диссимметрию и устанавливать относительную принадлежность каждого конкретного индивида той или иной энантиоморфной форме. Энантиоморфизм кристаллов может быт установлен копированием элементарны картин роста (на кальку) и последующим сравнение копий. Дпя этого вначале копируют картину роста одного кристалла и рядом с полученной копи проводят в произвольной.ориентации линию т, отображающую плоскость зеркального отражения. Затем по другую сторону плоскости (т) копируют элементарную картину роста сравниваемого крис талла, соориентировав ее таким образом, что эквивалентные детали (например, вершины) обеих картин роста располагаются на системе параллельных линий, перпендикулярны к плоскости зеркального отражения. При таком расположении элементарных картин-роста их энантиоморфизм или принадлежность к одной и той- же форме становится очевидным. Если слжить полученные так:с4 образом копии элементарных картин роста по штри- ховой линии т, то они полностью совмещаются или оказываются подобными, следовательно рассматриваемые крист лы являются энантиоморфными. Если это не вьшолняется, то они принадлежат к кристаллам одного вида.

Возможность использования картин роста кристаллов для выявления их энантиоморфных форм базируется на ТОМ, ЧТО В ЭТИХ картинах находят отражение основные свойства атомной структуры кристаллов. Так, например, в них проявляется в непосредственном виде относительная азимутальная ориентировка элементарных слоев структуры, порядок и период регулярного чередования, анизотропия скоростей роста по разным, в том числе и полярным по знаку, направлениям, различные .несовершенства структуры и другие ее особенности. Однако наиболее важным свойством элементарных картин роста, позволяющим использовать их для выявления энантиоморфизма кристаллов, являе.тся то, что при четко выраженной полигональной форме они имеют симметрию, свойственную атомной структуре каждого отдельного кристалла.25

Формула изобретения

Способ определения энантиоморфных кристаллов, включающий регистрацию морфологии граней кристаллов, сравнение диссиметрии их морфологии и последующее вьивление зеркальной диссиметрии, отличающ.ий- с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения энантиоморфных кристаллов микронных размеров со слоистой структурой, перед сравнением регистрируют в электронном микро- скопе элемента)ные картины роста одновременно не менее двух декорированных кристаллов, а сравнение производят по элементарным картинам роста геометрической формы отдельных слоев и закономерностей распределения расстояний между ступенями слоев по кристаллографическим направлениям, определяющей их полигональную форму, и по вьивленной закономерности устанавливают их зеркальную диссимметрию.

Изобретение относится к области изучения минералов и их синтетических аналогов. Цель изобретения - обеспечение возможности определения энантиоморфных кристаллов микронных размеров со слоистой структурой. Для этого в электронном микроскопе регистрируют элементарные картины роста не менее двух декорированных кристаллов. Затем производят на элементарных картинах роста сравнение геометрической формы отдельных слоев и закономерности распределения расстоя- ния между ступенями слоев по кристал-. S лографическим направлениям, определяющим их полигональную форму. По вы- ГЛ явленной закономерности устанавливают зеркальную дисимметрию кристаллов. 1 ил. 00 00 о сд ю 4i

Редактор Л.Повхан

Составитель Е.Сидохин Техред А.Кравчук

Заказ 3575/45 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственногполиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Бескид