Mudmaster: A Program for Calculating Crystalline Size Distributions and Strain from the Shapes of X-Ray Diffraction Peaks: Usgs O

Zawartość książki:

Rozmiar cząstek może silnie wpływać na właściwości fizyczne i chemiczne substancji (np. jej reologię, pole powierzchni, zdolność wymiany kationów, rozpuszczalność itp. ), a jego pomiar w skałach może dostarczyć informacji geologicznych o starożytnych środowiskach (pochodzenie osadów, stopień metamorfizmu, stopień wietrzenia, kierunki prądów, odległość od brzegu itp. ).

Dlatego mineralogowie, geolodzy, chemicy, gleboznawcy i inni, którzy mają do czynienia z materiałem o wielkości gliny, chcieliby mieć wygodną metodę pomiaru rozkładu wielkości cząstek. Nanokryształy są zazwyczaj zbyt drobne, aby można je było zmierzyć za pomocą mikroskopii świetlnej. Metody rozpraszania laserowego dają tylko średnie rozmiary cząstek, dlatego nie można zmierzyć wielkości cząstek w określonym kierunku krystalograficznym.

Ponadto cząstki mierzone technikami laserowymi mogą składać się z kilku różnych minerałów i mogą być aglomeracjami pojedynczych kryształów.

Pomiary za pomocą mikroskopii elektronowej i mikroskopii sił atomowych są żmudne, kosztowne i czasochłonne. Trudno jest zmierzyć tymi metodami więcej niż kilkaset cząstek na próbkę.

Tak wiele pomiarów, często zajmujących kilka dni intensywnego wysiłku, może dać dokładny średni rozmiar próbki, ale może być zbyt mało, aby określić dokładny rozkład rozmiarów. Pomiar rozkładu wielkości za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) rozwiązuje te niedociągnięcia. Skanowanie rentgenowskie próbki odbywa się automatycznie i trwa od kilku minut do kilku godzin.

Uzyskane piki XRD są średnią efektów dyfrakcji z miliardów pojedynczych kryształów o rozmiarach nano. Wielkość mierzona przez XRD może być związana z wielkością poszczególnych kryształów minerału w próbce, a nie z wielkością cząstek powstałych z aglomeracji tych kryształów. Dlatego można określić rozmiar konkretnego minerału w mieszaninie minerałów oraz rozmiary w określonym kierunku krystalograficznym tego minerału.