Способ определения концентрации водородсодержащих примесей в ионных кристаллах Советский патент 1992 года по МПК G01N21/62 G01N21/33 

Изобретение относится к аналитической химии ионных кристаллов, которые широко используются для фундаментальных исследований, в качестве лазерных сред, детекторов ядерных излучений и т.д

Известны способы определения концентрации водородсодержащих примесей в ионных кристаллах путем спектрофотомет- рических измерений в полосе поглощения примеси.

Однако, эти способы обладают достаточно низкой чувствительностью и точностью из-за малой величины силы осциллятора, влияния других примесей на интенсивность полос поглощения водородсодержащих примесей, и полосы поглощения примесей находятся в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.

Кроме того, для ряда примесей не известно точное положение полос поглощения и величины силы осциллятора.

Наиболее близким по технической сущности является способ, основанный на проведении спектрофотометрических измерений после введения в кристалл электронных центров окраски, взаимодействующих с водород- содержащими примеся м и с образованием гидрид-ионов.

Этот способ не требует знания полос поглощения примесей, на определение меньшее влияние оказывают другие примеси, Кроме того обеспечивается более высокая чувствительность измерений.

Однако этот способ также требует проведений измерений в ультрафиолетовой области спектра, что не позволяет осуществлять визуальное или фотокалориметрическое определение наличия примесей.

Цель изобретения -упрощение аппаратурной реализации способа за счет проведения измерений в видимой области

а

ел

«

N5 ч|

спектра при одновременном повышении чувствительности способа.

Поставленная цель достигается тем, что регистрацию светового сигнала проводят на поносе поглощения собственных электрон- ных центров окраски при температуре не выше 0°С до и после облучения кристалла в полосе поглощения гидрид-ионов в течение времени/необходимого для прекращения прироста интенсивности в полосе поглоще- нил собственных электронных центров окраски.. -

Существенным отличием предлагаемого способа является то, что регистрацию светового сигнала проводят при температу- ре не выше 0°С до и после облучения кристалла в полосе поглощения гидрид-ионов в течение времени,необходимого для прекращения прироста интенсивности в полосе поглощения собственных электронных цен- трое окраски, на полосе поглощения собственных электронных центров окраски.

Сущность способа иллюстрируется следующими примерами:

Пример Для определения концен- трации водородсодержащих ионов был взят монокристалл бромистого цезия с введенной в шихту при выращивании гидроокисью цезия (0,005 моль.%). Кристалл диаметром 16 мм и длиной 15 мм помещали в ячейку для электролитического окрашивания, представляющую собой плоский и острий- ный электроды, помещенные в нагревательное устройство. После выдержки кристалла в течение 15 мин при 550°С через него про- пускали электрический ток, равный 10 мА, в течение 5 мин, при этом отрицательный потенциал подавали на острийный электрод. По ис ечеиии 5 мин острийный электрод заменяли на плоский и избыточные элект- ронные центры выводили из кристалла при визуальном наблюдении в течение 30 с. Затем кристалл охлаждали до комнатной температуры, Образец закрепляли нз медном держателе спектрофотометра Specord М- 40, Медный держатель с образцом охлаждали током сухого азота (получаемого из жидкого азота), подаваемого в кюветный объем спектрофотометра до температуры - 1°С, поело чего подвергали облучению ртут- ной лампой в течение 15 мин через кварцевое окно в кюветном обьеме спектрофотометра (полосы поглощения гидрид- ионов в CsBr248 нм). В результате образец приобретал синюю окраску благодаря обра-

зованию собственных электронных центров окраски (F - центров), концентрацию которых определяли по полосе поглощения 680 нм. Визуальная оценка свидетельствует о наличии примесей, Результаты определения приведены в таблице. Повышение температуры выше 0°С после облучения приводило к уменьшению интенсивности и появлению полосы 248 нм с течением времени.

П р и м е р 2. Для определения был взят монокристалл бромистого цезия, выращенный из сырья марки ОСЧ, с которым выполнены процедуры аналогично примеру 1. После облучения кристалл имел бледно-голубую окраску, свидетельствующую о наличии примесей. Результаты определения приведены а таблице.

П р и м е р 3. Для определения водородсодержащих ионов был взят монокристалл бромистого калия размером 15x15x20 мм3, выращенный из сырья марки х.ч., с которым были выполнены процедуры аналогично примеру 1. Электролитическое окрашивание осуществляли при 559°С. Концентрацию F - центров осуществляли по полосе 640 нм. Результаты определения приведены в таблице. Повышение температуры выше 0°С после прекращения облучения приводит к уменьшению интенсивности полосы 640 нм и появлению полосы 228 нм.

Формула изобретения Способ определения концентрации водородсодержащих примесей в ионных кристаллах, включающий облучение кристалла светом из области поглощения гидрид- ионов после введения в кристалл электронных центров окраски, взаимодействующих с водородсодержащими примесями с образованием гидрид-ионов, и регистрацию светового сигнала от кристалла, по величине которого проводят определение, отличающийся тем, что, с целью упрощения аппаратурной реализации способа за счет проведения измерений в видимой области спе тра при одновременном повышении чувствительности, регистрацию светового сигнала от кристалла проводят на полосе поглощения собственных электронных центров окраски при температуре не выше 0°С до и после облучения кристалла в течение времени, необходимого для прекращения прироста интенсивности полосы поглощения собственных электронных центров окраски.

Результаты определения концентрации примесей

Изобретение относится к аналитической химии ионных кристаллов, которые широко используются для функциональных исследований, в качестве лазерных сред, детекторов ядерных излучений и т.д. Сущность изобретения заключается в том, что после введения в кристалл электронных центров окраски, спектрофотометрические измерения проводят при температуре не выше 0°С до и после облучения кристалла светом спектрального диапазона соответствующего полосе поглощения гибрид-ионов в течение времени, обеспечивающего прекращение прироста в полосе поглощения электронных центров окраски, на полосе поглощения электронных центров окраски. 1 табл.