Tyumen sanoat universiteti

Sahifa 1

bitta

ROSSIYA FEDERATSIYASI TA'LIM VA FAN VAZIRLIGI

Federal davlat byudjet ta'limi

oliy ta'lim muassasasi

"TYUMEN SANOAT UNIVERSITETI"

Nijnevartovskdagi TIU filiali

P. M. Kosyanov

X-RAYNING JISMONIY TAHLILI

NORGANIKA MADDALARI

KOMPLEKS KIMYOVIY Tarkibi

Tyumen

TIU

2016 yil

2. sahifa

2018-04-02 121 2

UDC 539.14 +543.4

BBK

FZR 728

Taqrizchilar:

Fizika-matematika fanlari doktori N.P. Dmitriev,

Fizika-matematika fanlari nomzodi O'.R.Nurislomov.

Kos'yanov, P.M. Anorganik moddalarning rentgenologik tahlili

murakkab kimyoviy tarkibli moddalar: monografiya / P.M.Ko-

syanov. - Tyumen: TIU, 2016. - 195 p.

ISBN 978-5-9961-1419-1

Ushbu kitob turli usullarni umumlashtirishga mo'ljallangan

X-rayning yangi yo'nalishi doirasida rentgen-tahlil

gamma yutilishini, rentgen nurlarini birlashtirgan tahlil

asosida rentabellik va rentgenologik strukturaviy tahlil usullari

matritsa ta'sirini hisobga olish uchun muallif tomonidan taklif qilingan usul. Shuningdek

yangi istiqbolli yo'nalishni o'rganish

fotoelektronlar va orqaga qaytish elektronlarining oqimlarini aniqlash,

amaliy va fundamental tadqiqotlar uchun dolzarb

nurning materiya bilan o'zaro ta'siri hodisalari sohasida. Os-

kitob nazariy masalalarga qaratilgan, jismoniy

tavsiya etilgan usullarni asoslash, o'ziga xos texnik va

tahlil usullari. Kitob olimlar uchun mo'ljallangan,

muhandislar, aspirantlar va ushbu sohaga ixtisoslashgan talabalar

rentgenofizika. Monografiya tomonidan ishlatilishi mumkin

barcha yo'nalishlar talabalari "Fizika", "Maxsus

fizikaning fizik boblari "," Moddani tahlil qilishning fizik usullari ".

FZR 728

UDC 539.14 +543.4

BBK

ISBN 978-5-9961-1419-1

© Federal davlat

byudjet ta'limi

oliy ta'lim muassasasi

"Tyumen sanoat

universitet ", 2016 yil

3. sahifa

3

Qizimning muborak xotirasiga,

Kosyanova Tatyana Petrovna,

bag'ishlangan.

MUQADDIMA

Ilgari faqat ishlatilgan rentgenologik tahlil usullari

tadqiqot institutlari va ixtisoslashtirilgan laboratoriyalar

y, hozirda ko'plab institutlar amaliyotiga keng kiritilgan va

o'ylaydigan korxonalar.

Rentgen nurlarini amalda qo'llashdagi yutuqlar

tahlil usullari asosan qanchalik to'liq qo'llanilishiga bog'liq

ularning amaliyoti san'atning hozirgi holatini, ularning qadr-qimmatini anglatadi

tushunchalar va kamchiliklar va rivojlanish istiqbollari.

Yangi natijalar turli xil monografiyalarda tarqalgan va tarqalib ketgan.

fia va maqolalar, hatto rentgen nurlarining turli yo'nalishlari terminologiyasi

jismoniy usullar boshqacha.

Ushbu kitob ijaraga berishning turli usullarini umumlashtirish uchun mo'ljallangan

rentgen analizining yangi yo'nalishi doirasida genlarni tahlil qilish

gamma yutish, rentgen lyuminestsentsiyasi va rentgen nurlarini birlashtirish

muallif tomonidan tavsiya etilgan uslub asosida tuzilish tahlil usullari

matritsa ta'sirini hisobga olgan holda. Shuningdek, yangi istiqbolli hisoblanadi

fotoelektronlar va elektronlar oqimini aniqlash yo'nalishi beradi

amaliy, ham fundamental tadqiqotlar uchun tegishli bo'lgan chi

yorug'likning materiya bilan o'zaro ta'siri.

Kitob olimlar, muhandislar, aspirantlarga mo'ljallangan

rentgen fizikasi bo'yicha ixtisoslashgan o'rtoqlar va talabalar. Asosiy

kitobda e'tibor nazariya, jismoniy asoslash masalalariga berilgan

tavsiya etilgan usul, tahlilning o'ziga xos usullari va usullari.

Kitobni yozishda mahalliy va xorijiy

nashrlar, muallifning tadqiqot natijalari, ba'zilari nashr etilgan

ilk marotaba.

4. sahifa

4

KIRISH

Ilg'or texnologiyalar, zamonaviy ishlab chiqarish tuzilmasi

menejment, har tomonlama qayta tashkil etishdan tarmoqlar tizimini shakllantirishni talab qiladi

tayyor yuqori texnologik mahsulotlar chiqarilishidan oldin mineral resurslarni qazib olish

[bitta]. Sanoatning rivojlanishi sifatni yaxshilashni ta'minlashi kerak

ishlab chiqarilgan mahsulotlarning holati. Ishlab chiqarish texnologiyalarini takomillashtirish

turli materiallar va ishlab chiqarish jarayonlarini intensivlashtirish

boyqushlar yuqori tezlikda, yuqori

kimyoviy va faza uchun aniq va yuqori ma'lumotli boshqarish usullari

qayta ishlangan mahsulotlarning tarkibi.

Bu borada rentgen fizikasi alohida qiziqish uyg'otmoqda

rentgen lyuminestsentsiya va rentgen nurlarini o'z ichiga olgan tahlil usullari

yangi usullar; ekspresivlik, soddaligi va amalga oshirish imkoniyati

namunalar bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilmasdan lisa ularni yaxshi ajratib turadi

analitik kimyoning an'anaviy usullari.

Ushbu afzalliklar tufayli rentgen fizikaviy usullari, omad tilaymiz

ammo tahlilning boshqa fizik usullarining imkoniyatlarini to'ldirib, ular oladilar

analitik fan va ishlab chiqarishda tobora keng tarqalgan,

mamlakatimizda ham, chet elda ham [2,3].

XRFni keyingi rivojlanishi metanfunktsiyani yaxshilash bilan ham bog'liq

spektrometrlarning roologik parametrlari va yuqori samaradorlikni rivojlantirish

mavjud bo'lgan va ishlab chiqilgan detektorlar bilan

matning kimyoviy tarkibi ta'sirini hisobga olishning yangi usullarini ishlab chiqish

asosiy manbai bo'lgan tahlil natijalariga salbiy ta'sir

com XRF ning muntazam xatosi. Ba'zi hollarda matritsalarning ta'siri

ta'sir shu qadar ahamiyatli bo'ladiki, zarur bo'lgan tahlil

mening aniqligim mumkin emas. Shunday qilib namunalarni tahlil qilishda

juda o'zgaruvchan kimyoviy tarkibi, masalan, mineral

javdar, sanoat chiqindilari, sanoat mahsulotlari, kontsentratlar va boshqalar.

hamrohlik qilayotgan elementlarni tahlil qilish xatosi o'nga etishi mumkin va

talab qilinadigan aniqlik bilan endi nisbatan yuzlab foiz

nisbatan bir foizdan ikki foizgacha.

Matritsa effektini hisobga olishning mavjud instrumental usullari

fekt - ichki va tashqi standart, substrat, spektral usullar

munosabatlar, kuchga bog'liqlik, kompensatsion va boshqalar, yoki yo'q

juda samarali yoki qachon tor tanlanganligi bilan farq qiladi

cheklov tenglamalarining o'zgarishi muhim texnik bilan bog'liq

qiyinchiliklar.

Yuqoridagilar bilan bog'liq holda, oddiy va

tegishli bo'lgan matritsa ta'sirini hisobga olishning samarali usuli

XRFning shaxsiy turlari va uning asosida yangi usullarni joriy etish

turli xil moddalarning elementar tarkibini aniq va tezkor boshqarish,

katta ilmiy va amaliy qiziqish uyg‘otmoqda [4].

Sahifa 5

5

Agar statsionar analitik laboratoriyalar uchun eng maqbul bo'lsa

zamonaviy ko'p kanalli va skanerlash rentgenogrammasi

spektrometrlar va diffraktometrlar, keyin soddalik nuqtai nazaridan va

ishlatiladigan laboratoriyalar miqyosi uchun ishlatiladigan uskunalarning ishonchliligi

ry, texnologik nazorat, eng maqbul - dispersiz

Rentgen radiometrik usullari va soddalashtirilgan tahlil variantlari. u

shuningdek, beta-zarrachalarni gamma yutish yoki orqaga sochish usullari

stsintilyatsiya va proportsional nurlanish hisoblagichlariga asoslangan.

Biroq, ushbu usullarning imkoniyatlari taqqoslaganda hali ham cheklangan

tarqalgan XRF usullari va shuning uchun ular hozirda

ular nisbatan cheklangan doirani hal qilish uchun dastur topadilar

analitik vazifalar.

Shu bilan birga, ushbu usullarni takomillashtirish usullari hali tugamagan.

janoblar. Xususan, bu sohadagi eng dolzarb muammolar

quyidagilar: matritsa ta'sirining rentgen lyuminestsentsiyasi natijalariga ta'sirini hisobga olish

aniqlangan elementning keng tarkibidagi markaziy tahlil,

materialdagi elementlarni aniqlash uchun sezgirlik koeffitsientini oshirish

riyal aniqlangan elementlarning yuqori tarkibiga ega va tarkibidagi

usulni aniqlash chegarasi darajasi, metrologik parametrlarni takomillashtirish

yumshoq gamma absorpsiometriyasiga asoslangan selektiv bo'lmagan usullarning xandagi

orqaga tarqalgan beta-zarrachalarning nurlanishi va ro'yxatga olinishi va boshqalar.

Ushbu muammolarni har bir aniq vaziyatda hal qilish alohida talab qiladi

ijtimoiy nazariy va eksperimental tadqiqotlar.

Kitobning asosiy qismi eng dolzarb ijara muammosiga bag'ishlangan

genlarni tahlil qilish - moddaning kimyoviy tarkibining ta'sirini yo'q qilish

matritsa effektini tahlil qilish natijalari. Vazifaning murakkabligi quyidagilardan iborat edi

texnologik jarayonlarda juda ko'p sonli elementlarni aniqlash zarurati

elementlarning tarkibi bo'yicha mingdan o'nlikgacha farq qiluvchi kanallar

foiz (chiqindilar chiqindilari, metall kontsentratlari va boshqalar).

Kitobda yaratilish bo'yicha tadqiqotlarga alohida e'tibor berilgan

qobiliyatlarning kombinatsiyasiga asoslangan birlashtirilgan tahlil usullari

rentgen lyuminestsentsiya tahlil qilish imkoniyatlari bilan tanlanmagan usullar

lisa, kimyoviy va rentgen radiometrik tahlil variantlari

kontsentratsiya va o'rganilayotgan muhitdan metallarni ajratish qulay

tahlil qilish uchun shakl.

Shuningdek, tahlilning yangi yo'nalishi ishlab chiqilgan.

rentgen-lyuminestsentsiya va rentgen-faza usullari. Bundan tashqari,

birinchi marta rentgen nurlanishidan foydalanish imkoniyatlari

fotoelektronlar va elektro- oqimlarining miqdoriy aniqlash uchun

yangi daromadlar, bu nafaqat amaliy, balki fundamental uchun ham muhimdir

yorug'likning materiya bilan o'zaro ta'sirini o'rganish. Tushuntirish berilgan

eksperimental va eksperimental ma'lumotlarning nomuvofiqligi mumkin

erkin holatdagi atomlarning elektronlarini topish.

6-bet

6

1-BOB. ISHLAB CHIQARISH Miqdorini tahlil qilish

1.1. Kimyoviy va fizik-kimyoviy tahlil usullari

Qattiq va suyuq mahsulotdagi turli xil tarkibiy qismlarning tarkibi

metallurgiya ishlab chiqarish og'irligi bo'yicha n * 10 -4 % dan n * 10% gacha

mana. Masalan, karbid ishlab chiqarish mahsulotlarida, asosiylardan tashqari

tarkibiy qismlar - volfram, molibden, reniy, itriyum, kobalt, tarkibida

ko'plab texnologik mahsulotlar qatoriga selen, qalay, tellur, mis,

rux, nikel, temir, kremniy, kaltsiy va boshqa bir qator elementlar / 5 /.

Odatda bunday murakkab ko'pkomponentli tizimlarning tahlili

aniqlash uchun kimyoviy izolyatsiya bilan an'anaviy usullar bilan amalga oshiriladi

th element [6-9]. ning eng katta taqsimoti bilan

u gravimetrik usulni qabul qildi [10-12].

Samaradorlikka bo'lgan talablarning ortishi munosabati bilan,

qayta ishlangan mahsulotlarning kimyoviy tarkibi to'g'risidagi ma'lumotlarim,

an'anaviy usullar asta-sekin ekspres jismoniy bilan almashtirilmoqda

kimyoviy usullar [13-15].

Molibden tarkibidagi volframni tezda aniqlash qobiliyati

spektrografik usulda shlaklar [16] da ko'rsatilgan. Buning uchun men-

eritmalardan namuna olish ko'mirni singdirish yo'li bilan amalga oshiriladi

trodes. Aniqlanish chegarasi 4 mg / ml volfram. Biroq, usul

ta'minlash qiyinligi sababli amalda to'g'ri qo'llanilishini topa olmadi

elektrodlarni singdirish uchun bir xil shartlar.

Fotometrik tiosiyanat yanada tarqaladi

sanoat materiallarida volfram va molibdenni aniqlashning yangi usuli

riyola [17,18]. Ta'kidlanishicha, [19, 20] triaktiv reaktivlar

volframni aniqlash uchun fenilmetan bo'yoqlari; ularning ko'plari

ikkinchisi bilan o'zaro aloqada bo'lganda juda sezgir reaktsiyalarni bering.

Rhodamin 6 F bilan volframni aniqlash usuli, 2% rel xatoligi bilan.

0,9-2,5% volfram tarkibida [21] da tasvirlangan.

Polyakov V.I. va boshq. [22] molibdenni aniqlash usulini ishlab chiqdilar

nurni o'lchash asosida molibdenit kontsentratlarida

sariq fosfat-vanadiy-molibden kompleksining yutilishi. davom etdi

ushbu usul bo'yicha tahlil qilish vaqti 5-6 soatni tashkil etadi, ammo shunga qaramay

u (radioizotop usuli kiritilgunga qadar) bir vaqtning o'zida ishlatilgan

asosiy sifatida karbid ishlab chiqarishning eng yirik zavodlaridan

molibdenit mahsulotlarining ochilish darajasini boshqarish usuli.

Volfram, molibden, re-aniqlash usullarini batafsil ko'rib chiqish

sanoat materiallarida nium, itriy, kobalt va boshqa elementlar mavjud

tizimli va analitik kimyo bo'yicha monografiyalarda keltirilgan

politsiyachilar [24-27].

Sahifa 7

7

Elementlarni aniqlashning fizik-kimyoviy usullari orasida

fikrlash materiallari, fotometrikani rivojlantirishga alohida e'tibor beriladi

tahlilning rical usullari. 1-jadvalda nashr etilganlarning ba'zilari keltirilgan

aniqlashning fizik-kimyoviy usullari bo'yicha soxta ishlar (1965-2003)

texnologik mahsulotlarda turli xil elementlar.

1.1-jadval

In turli elementlarni aniqlashning fizik-kimyoviy usullari

sanoat materiallari.

Tahlil usullari

Adabiyot

bitta

2018-04-02 121 2

fotometrik

(qazib olish) ta'rifi

7,16,19,20,21,26,28,30,31,49,50

Spektral, polarografiya

14,26,29,32,33,34,36,40,42,51

va aniqlashning boshqa usullari

fotometrik

(qazib olish) ta'rifi

8, 13, 18, 22,25,32,34,35,57, 58

boshqa fizikaviy va kimyoviy usullar

ta'riflar

11, 25, 32, 39, 40, 43, 51, 57

fotometrik

(qazib olish) ta'rifi

5, 6, 27, 41, 44, 45, 46, 52, 54

boshqa fizikaviy va kimyoviy usullar

ta'riflar

14, 27, 47, 48, 51

fotometrik

(qazib olish) ta'rifi

48, 59, 60,

boshqalar, fizikaviy va kimyoviy usullar

ta'riflar

36, 56, 61

fotometrik

(qazib olish) ta'rifi

55, 62

boshqa usullar

ta'riflar

23, 53

Amaldagi uskunalarning soddaligi ularni eng qulay holga keltiradi

sanoat korxonalarining ko'plab kimyoviy analitik laboratoriyalari.

Korxonalarda mehnat unumdorligi [63] ko'rsatilgan

so'nggi yillarda tahlilchilar sifatini pasaytirmasdan 4-5 baravar ko'paygan

ta'riflar. Bunga an'anaviylarning bir qismini almashtirish orqali erishiladi

analitik kimyo usullari, fotometrik va boshqa asboblar

tahlilning eng ilg'or usullari bo'yicha.

Shu bilan birga, fotometrik usullar, ayniqsa uni ekstraktsiya qilish

nye variantlari bir qator kamchiliklardan mahrum emas. Muddati aniqlanadi

tegishli eritmaga o'tkazilgan namunadagi elementlarni olib tashlash, bilan

8-sahifa

8

to'plamlar, qoida tariqasida, 10-15 daqiqadan oshmasligi kerak, ammo undan oldin u oldinda bo'ladi

olish uchun zarur bo'lgan tez-tez murakkab kimyoviy namunalarni tayyorlash

bog'liq elementlarning ta'siridan ozod bo'lgan, bo'yalgan kompleks

politsiyachilar. Shuning uchun tahlilning davomiyligi o'rtacha soatlarda hisoblanadi

mi, buning natijasida eng fotometrik tahlil usullari, uchun

to'g'ridan-to'g'ri fotometriyadan tashqari, uni o'tkazish uchun juda mos emas

texnologik jarayonlarni operativ boshqarish.

Shubhasiz, yanada takomillashtirish usullaridan biri -

sanoat korxonalarida siyosiy nazorat rivojlanish

va tahlilning yangi yadro fizikasi usullarini joriy etish, xususan, renta-

Kirishda aytib o'tilganidek, genlarning lyuminestsentsiya usullari.

Quyida turli xil yadro fizikasi texnikasi haqida umumiy ma'lumot berilgan

sanoat materiallarini nazorat qilish.

1.2. Radioizotoplarni tahlil qilish usullari

Sanoat tahlilining jadal rivojlanayotgan usullaridan biri

Amaldagi materiallar radioizotop usullari. Ular uchun, xususan,

aloqador

biroz

o'zgartirishlar

lyuminestsent

Rentgen

radiometrik tahlil va yutilish hodisalariga asoslangan usullar

va beta yoki gamma nurlanishining moddada tarqalishi [64-67].

Hozirgi vaqtda ushbu usullarning nazariyasi etarlicha o'rganilgan. Asosiy

analitik nisbatlar va ba'zi radioizotoplarning xususiyatlari

kimyoviy tarkibni boshqarish uchun qiziqish usullari

metallurgiya ishlab chiqarish mahsulotlari 2-jadvalda keltirilgan.

Jadval 1.2

Radioizotoplarni tahlil qilish usullarining asosiy analitik nisbati

Tahlil usuli

Usulning mohiyati

Asosiy munosabatlar

bitta

2018-04-02 121 2

3

Gamma yutish

[64.7]

Usul asoslanadi

koeffitsientdagi farqlar

tov

gammaning susayishi

nurlanish (E≤100 keV)

o'pka va gra- atomlari

sariq elementlar

J 1 = qJ 0 exp [ -m i S i x ] (1.1)

J 0 va J 1 - intensivlik

absorberdan oldin va keyin nurlanish

mos ravishda;

q - mutanosiblik koeffitsienti

nosti;

m i - massa. koeff. zayıflamasma i -th

komponentlar sm 2 / g;

Сi - vazn ulushi i -th

komponentlar, AQSh dollari birliklar;

x - absorberning qalinligi g / sm 2

9-bet

to'qqiz

1.2-jadvalning oxiri

Teskari usul

beta-zarrachalarning tarqalishi

[84.85]

Usul asoslanadi

qaramlik intensiv

teskari

beta zarralari

samarali yadro

diffuzor raqamlari - Z

eff

J p = q J pad Z n

eff (1.2)

J p - zichlik

orqaga taralgan beta-zarralar;

J pad . - intensivlik

beta-diffuzorga tushish

zarralar;

q - ro'yxatdan o'tish samaradorligi

ta-zarralar; n - miqdorga bog'liq

geometridan. shartlar

lyuminestsent

Rentgen

radiometrik

[64.91]

Usul quyidagilarga asoslangan

hayajon va ro'yxatdan o'tish

rentgenogramma

atomlarning spektrlari

N i = (N o / 4 π R 2 ) s η (1- 1 / S k ) P k

t m [ C / ( m i / sin φ + m o / sin ψ)] (1.3)

N i - xarakteristikaning oqimi

to'yinganlikda paydo bo'ladigan nurlanish

namunaviy qatlamlar;

N o -birlamchi nurlanish oqimi

R - namuna yuzasidan masofa

detektor oldidan; s-namuna maydoni;

η - koeffitsient. ftor chiqishi;

P dan - ehtimol. i-chi chiziqning emissiyasi ;

S - qiymatiga K singdirish-sakrash

tahlil qilingan elektron pochta; t m -mas. koeffitsient

foto elektron pochta so'riladi. aniq

pepvich uchun e-ta. nurlanish;

m i , m haqida -mas. koeff. assimilyatsiya hap-

th va tanaffus bilan birinchi nurlanish;

φ, ψ - yuqoriga siljish burchaklari.

har-go namunalari va birlamchi. nurlanish;

C - massa oxiri-I opr. element.

1.2.1. Absorbsiya usullari

Usullar moddadagi gamma oqimining susayishiga asoslangan

kvantlar, neytronlar yoki beta-zarralar. Alfa zarralari va tahlil qilish uchun protonlar

chunki moddadagi zarralar yo'lining kichik qiymatini hisobga olgan holda ishlatilmaydi va

protonlarni olish uchun o'rnatishning murakkabligi.

Beta zarralari cheklangan foydalanishni ham topadi, ular ishlatiladi

ba'zi organik birikmalardagi vodorodni aniqlash holati. u

vodorodning massa yutilish koeffitsienti bo'lganligi sababli

boshqa elementlarning massa yutish koeffitsientlaridan sezilarli darajada farq qiladi

m, vodorod uchun Z / A 1 ga, boshqa elementlar uchun esa

0,4-0,5, moddadagi elektronlarning susayishi esa

shaklning pirik nisbati Q = 0,095 (Z / A) E 2/3

max . [68].

Moddada neytronlarning susayishi asosan ishlatiladi

yuqori tutashgan elementlarni o'z ichiga olgan materiallarni tahlil qilish uchun

10-bet