П Р О Г Р А М М А

 

К У Р С А

 

РЕНТГЕНОГРАФИЯ МИНЕРАЛОВ

 

для студентов III курса специальности 011 300

'ГЕОХИМИЯ'

специализация - КРИСТАЛЛОГРАФИЯ И
КРИСТАЛЛОХИМИЯ

 

1.Цель курса

 

Получение студентами теоретических основ и практических навыков по использованию монокристальных и порошковых рентген-дифрак-ционных методов при исследовании состава и структуры кристаллов.

 

2. Задачи курса

 

- введение в методы рентгено-структурного анализа поли-кристаллических и монокристальных образцов;

- изучение модели дифракции на основе концепции обратной решетки;

- овладение практическими приемами изучения состава и структуры различных минералов с использованием порошковой рентгенографии;

- освоение методов определения пространственных групп и параметров ячейки на основе рентген-дифракционных спектров, полученных в современных дифрактометрах;

- знакомство с методиками изучения структурных перестроек при высоких давлениях и температурах.

 

3.Объем дисциплины.

 

64 часа, в том числе лекций - 32 часа, лабораторных (практических) занятий - 32 часа.

 

4. Аннотация к курсу.

 

Курс 'Рентгенография минералов' включает следующие основные разделы:

- физические и кристаллографические принципы теории рассеяния рентгеновских лучей кристаллами;

- основные положения концепции обратной решетки и ее применение для интерпретации дифракции электромагнитных волн в кристаллах;

- знакомство с методами решения типовых рентгено-графических задач и используемой с этой целью аппаратурой;

- изучение практических приемов прецизионных определений параметров элементарных ячеек и их изменений в зависимости от состава кристаллов и физико-химических условий кристаллогенезиса.

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е К У Р С А

 

1. Введение.

Проблематика современных исследований минералов рентгенографическими методами. Задачи курса.

 

2. Рассеяние рентгеновских лучей.

Когерентное и некогерентное рассеяние. Изменение длины волны при неупругом рассеянии рентгеновских лучей. Рассеяние электроном поляризованного излучения. Рассеяние электроном неполяризованного излучения. Поляризационный фактор.

Рассеяние рентгеновских лучей атомом. Атомный фактор рассеяния. Рассеяние ренгеновских лучей кристаллом. Структур-ная амплитуда. Фаза волны, рассеянной элементарной ячейкой.

Понятие обратной решетки. Вывод квадратичных формул. Модель дифракции с использова- нием представлений о сфере Эвальда. Фактор Лоренца. Фактор повторяемости.

Рассеяние рентгеновских лучей системой атомов. Закономер-ные погасания рефлексов. Вывод правил погасаний для разных типов ячеек и элементов симметрии. Определение пространст- венных групп.

Влияние температуры на интенсивность брэгговских отраже-ний. Сопоставление теоретического и экспериментального рентген-дифракционного спектра (на примере флюорита). Про- грамма 'LAZY PULVERIX PC' для расчета теоретического рентген-дифракционного спектра.

 

3. Подходы к решению задач в процессе рентгенографического исследования минералов.

3.1. Применение рентгенографии для исследования микрона-пряжений в кристаллах и определения размеров частиц в образ-це. Интегральная ширина пика, поправка на междублетное рас- щепление.

3.2. Методы рентгеновской съемки кристаллов при высоких температурах и давлениях. Высокотемпературная камера Гинье: оптическая схема, расчет спектра. Порошковая камера сверхвы- соких давлений. Проблемы кристаллохимии и рентгенографии высоких давлений и температур.

3.3. Прецизионное определение параметров элементарных ячеек. Причины небольших изменений параметров элементарной ячейки. Влияние примесей на изменение параметров. Установление связи параметр - состав. Зависимость изменения параметров ячейки от условий кристаллизации. Линейный рег-рессионный анализ изменений параметров.

Ошибки метода и способы получения точных значений пара-метров элементарной ячейки. Съемка дебаеграмм по методу Страуманиса и Вилсона. Рекомендации по выбору максимумов для определения линейных и угловых параметров ячейки различной симметрии. Контроль надежности индицирования порошкограмм по Де-Вольфу.

3.4. Определение состава и структурных особенностей минера-лов по рентгенографическим данным (отношение S/As в арсено-пирите и его типоморфная роль; оценка содержания различных металлов в пирротине; изоморфизм в кварце и его петрогенети- ческое значение и др.).

3.5. Определение длины волны рентгеновских лучей. Первые структурные расшифровки галита, квасцов и др.

 

Лабораторные занятия

 

Занятия 1-2. Съемка образцов для определения параметров элементарных ячеек в дифрактометре ДРОН-УМ-1. Приготов- ление образцов с внутренним стандартом. Расчет параметров

и индицирование образцов.

 

Занятие 3. Построение графика зависимости параметров от состава для кристаллов с разной степенью изоморфизма.

 

Занятие 4. Расчет рентгенограммы, полученной в камере Гинье.

Расчет коэффициентов теплового расширения.

 

Занятие 5. Расчет теоретического рентген-дифракционного спектра по программе 'Lazy Pulverix PC'.

 

Занятие 6. Оценка микронапряжений и определение размеров частиц в образце на основе рентген-дифракционных спектров.

Занятие 7. Влияние режима съемки на вид рентген-дифракцион-ного спектра.

 

Формы и сроки контроля

 

Текущий контроль предполагает проверку освоения сту-дентами каждого вида работы после завершения соответ-ствующей лабораторной темы. В конце V семестра студенты сдают зачет.

 

Л И Т Е Р А Т У Р А

 

Пущаровский Д.Ю. Рентгенография минералов. М., Геоинформмарк, 2000 г.

Пущаровский Д.Ю., Фетисов Г.В. Построение дифрактограмм поликристаллов по структурным данным. М., МГУ, 1991, с.56.

Руководство по рентгеновскому исследованию минералов под ред. В.А.Франк-Каменецкого.Л., 'Недра', 1973.

Ковба Л.М., Трунов В.К. Рентгенофазовый анализ. М., МГУ, 1976.

Липсон Г., Стипл Г. Интерпретация порошковых рентгено-грамм. М., Мир, 1972.

Азаров Л., Бургер М. Метод порошка в рентгенографии. М., изд. ИЛ, 1961.