Материал: 1983

минимальное количество называется чувствительностью метода. Например, при анализе клинкерных минералов на фотопленке наблюдаются отчетливые линии, когда их содержание в исследуемом материале составляет не менее 2–3%.

4. При сравнении интенсивности дифракционных максимумов исследуемой и эталонной рентгенограмм следует учитывать, что абсолютные величины, соотношение интенсивности и характер пиков могут существенно изменяться в зависимости от состава смеси, размера кристаллов, условий съемки и т.д.

Рассмотрим качественный рентгенофазовый анализ цементной сырьевой смеси. Съемка проводилась на дифрактометре ДРОН-1,5. Расшифровка рентгенограммы приведена в табл. 1.

Расшифровка дериватограмм производится расчетным методом с

Расшифровка дериватограмм включает в себя анализ простой и дифференциальной кривых нагревания (качественный и количественный фазовый анализ), метод фазового анализа [10].

16

Ход расшифровки рентгенограмм:

1.Пронумеровать пики.

2.Определить углы отражений пиков Q.

3.Определить межплоскостные расстояния d (см. табл. 1).

4.Оценить интенсивность дифракционных максимумов по шкале 10 или 100 баллов, предварительно проведя нулевую линию.

5.По таблицам идентификационных характеристик соединений с учетом расхождений (d = 1%) отобрать эталонные рентгенограммы минералов.

Наиболее интенсивный пик (1-100) с d = 3,0 Аº. Поскольку исследуемый материал принадлежит к цементной сырьевой смеси, отбираем в качестве эталона минерал СаСО3 с d = 3,035 А° (d ± 1%). Сопоставить остальные линии кальцита с исследуемым образцом. Из

аналогично находим, что она принадлежит кварцу, т.к. остальные линии

этого соединения на полученной и эталонной рентгенограммах хорошо

В результате рентгеноструктурногоДанализа исследуемый материал содержит СаСО3, SiО2 и глину, причем сравнение интенсивности линий этих фаз позволяет сделать вывод о преобладании в сырьевой смеси СаСО3, на о сновании чего можно предположить, что анализу

совпадают. Оставшиеся линии с относительно небольшой интенсивностью характерны глинистому минералу галлуазиту.

рентгенограммы.

17

5.ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ (ДТА)

ИТЕРМОГРАВИМЕТРИЯ (ТГ)

Эти методы относятся к группе термических методов исследования, в которую входит также микрокалориметрия. ДТА заключается в измерении тепловых эффектов при фазовых превращениях исследуемого вещества в процессе его нагревания.

Рис. 10. Устройство прибора ДТА: 1 – устройство для динамического взвешивания образца; 2 – образец; 3 – корпус нагревательной трубчатой печи;

4 – выводы термопар

18

Это метод был предложен русским ученым Н.С. Курнаковым. При помощи него производится регистрация температуры с целью идентификации вещества по температурам разложения, диссоциации и других фазовых превращений. ТГ предназначена для получения дополнительной количественной информации путем измерения потерь массы вещества при его нагревании за счет диссоциации, разложения, потерь гидратации влаги и т.д.

В целом установка для ДТА (рис. 10) содержит нагревательную печь, систему термопар для регистрации температуры образца и эталона, электронно-измерительную аппаратуру, устройство для автоматической записи кривых нагревания, вспомогательную аппаратуру (блоки, тигли, держатели термопар и т.д.).

Печь. Главное требование – непрерывный и равномерный нагрев в

дифференциальные термопары, состоящие из двух простых термопар, с целью повышения точности регистрации тепловых эффектов.

Дифференциальные термопары измеряют разность температур между

предложено использовать зеркальныеА гальванометры. В зеркальном гальванометре используется оптический способ. В современных

образцом и эталоном (то есть инертным веществом, которое не испытывает фазовых превращений в данном диапазоне температур).

Электроизмерительнаябаппаратура. В пирометре Курнакова было

приборах применяются автоматические электронные потенциометры на базе уравновешенныхСмостов.

Устройство для автоматической записи кривых нагревания.

Н.С. Курнаков предложил фотографическую запись, а в современных приборах используются электрическая запись и электронное измерение.

Вспомогательная аппаратура. Используются фарфоровые,

платиновые тигли, в которые помещают образец в виде эталона, в свою очередь, тигли помещают в блоки из нержавеющей стали, платины (для равномерного нагрева).

5.1.Получение данных ДТА и их расшифровка

Спомощью простой термопары получают так называемую кривую нагревания t0–t. Приборы ДТА используют дифференциальную кривую нагревания, то есть ДТА-кривую.

Пики (отклонения) на ДТА-кривой позволяют выявить характер эффектов, а также температуры начала, максимума и конца эффекта.

19

Градуировка простой термопары для эталона производится с помощью реперов.

По ДТА-кривой для исследуемого вещества с помощью справочников, в которых указаны характерные тепловые эффекты, устанавливают состав этого вещества. Количественный состав можно получать, измерив площади пика. Более точную информацию получают с помощью ТГ-метода.

Сущность дифференциально-термического анализа заключается в изучении фазовых изменений или превращений, происходящих в материале при его нагревании, по сопровождавшим эти превращения тепловым эффектам.

Если наполнить исследуемым материалом тигель, поместить его в нагревающуюся электропечь и измерять температуру с помощью

Рис. 11. Простая температурная кривая нагревания каолинита

Если в веществе в процессе нагревания не происходит никаких реакций, связанных с изменением энергии системы, то простая температурная кривая имеет вид прямой, наклонной к оси абсцисс. Плавный ход этой прямой нарушается в случае протекания реакций, сопровождающихся выделением или поглощением тепла. Отклонения носят временной характер и прекращаются по окончании реакции. В качестве примера приведена простая температурная кривая нагревания каолинита, на которой отмечено два процесса: первый в интервале температур 490 – 600 °С и второй при 985 – 1060 °С (рис. 11).

20