Способ определения удельной энергии поверхностного натяжения кристаллов Советский патент 1975 года по МПК G01N21/26 

Даипое изобретение относится к области исследований слоистых кристаллов. Величина удельной энергии поверхностного иатяжеиия есть пара: 1ет|р, указывающий на степень различия сил межмолекулярного взаимодействия окружающей среды и исследуемого образца. Поверхностное натяжение при достаточно больщих размерах граничащих фаз не зависит от величины образующейся поверхности и определяется как работа переноса в поверхн-остный слой из окружающего объема фаз всех молекул, образующих одии квадратный сантимет1р поверхностного слоя.

Такнм образом, поверхностное натяжение определяет среднюю энергию неревода молекул из объемного состояния в «иоверхностное (двухмерное); при этом соверщается работа против молекулярных сил сцеплеиия. Удельиая энергия поверхностного натяжения выражается в эpг/cм т. е. величина эиергин поверхностного натяжения, отнесенная к единице площади кристалла.

Известеи оптический способ определения поверхностной энергии натяжения: исследуемый кристалл устацавливается в фокусе объектива твердомера ПМТ-3 и образец раскалывается стеклянным клином вдоль плоскости третьего пинакоида. При помощи ПМТ-3 определяется жесткость кристалла и радиус кривизиы изгибающейся пластинки по интерфереиционной картине.

Определяется поверхностная энергия натяження по формуле:

1 7гЗ

- 48 W

где Е - жесткость образца,

/г - толщина откалываемой иластники, У - радиус кривизны откалываемой пластинки.

Пзвестный способ является разрушающим, трудоемким, и его нельзя применять к образцам малых размеров.

С целью ускорения определения снимается ИК-сиектр отражения с подобных граией эталонного н исследуемого кристаллов, определяются максимальные коэффициеиты отражения кристаллов н рассчитывается удельная энергия иоверхностного натяжения исследуемого кристалла по формуле:

г-f г

„ -.:,

Способ заключается в следующем.

На серийном спектрометре пли спектрофотометре устанавлнвается эталонный кристалл с известной эиергией поверхиостного натяжения II определяется .максимальное значение коэффициента отражеиия относительно алюминиевого зеркала, затем ставится исследуемый кристалл и определяется максимальный коэффициент отражения от той же грани; затем но формуле находят:

1

Еп

Е.,

/г.

где Бп - энергия поверхностного натяжения,

отнесенная к единице площади, - коэффициент отражения исследуемого кристалла,

Ra - коэффициент отражения эталона, ЕЯ - энергия поверхностного натяжения эталона.

Ниже приводится таблица зиачений удельной энергии новерхностного натяжепня, определенных но предлагаемо у способу для ряда слоистых кристаллов.

Та.льк

Природный флогопит

Синтетическим флогоиит

Биотит ириродный

Вермикулит

Хлорит

При Сравнении с литературными данными отклонения в -полученных значеннях составляют не 6oviee 4%.

Предмет пзобретепня

Способ определенпя удельной энергнн поверхностного натяження кристаллов с псиользованнем сравнительного оптического метода, отличающийся тем, что, с целью ускорения определення, снимают ИК-спектр отражения с подобных граней эталонного н исследуемого кристаллов, определяют максимальные коэффициенты отраження крнсталлов н рассчитывают удельную энергию поверхностного натяження исследуемого кристалла по формуле:

Е .,, Я

е II - энергия иоверхностного натяжения

на едииицу площади,

Rn - коэффициент отражения исследуемого кристалла,

R- - коэффициент отражепия эталона, ЕЗ - энергия поверхностного натяжения эталона.