К ЭЛЕМЕНТНОМУ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОМУ АНАЛИЗУ ГЕТЕРОГЕННЫХ ПОРОШКОВЫХ ОБРАЗЦОВ СЛОЖНОГО ФАЗОВОГО СОСТАВА

euroasia

10 лет назад

Таблица 1

№	Содержание элементов, %			η	№	Концентрации элементов, %			η
	ZnO	ZnCO₃	Fe2O₃			ZnO	ZnCO₃	Fe2O₃
	MoS₂	PbMoO₄	ZnO			MoS₂	PbMoO₄	ZnO
1	34	33	33	0,71	16	39	33	28	0,74
2	33	33	34	0,72	17	33	28	39	0,71
3	33	34	33	0,73	18	28	39	33	0,72
4	35	33	32	0,74	19	4	33	27	0,73
5	33	32	35	0,71	20	33	27	4	0,74
6	32	35	33	0,72	21	27	4	33	0,75
7	36	33	31	0,73	22	41	33	26	0,76
8	33	31	36	0,74	23	33	26	41	0,77
9	31	36	33	0,75	24	26	41	33	0,78
10	37	33	3	0,76	25	42	33	25	0,71
11	33	3	37	0,77	26	33	25	42	0,72
12	3	37	33	0,78	27	25	42	33	0,73
13	38	33	29	0,71	28	43	33	24	0,71
14	33	29	38	0,72	29	33	24	43	0,72
15	29	38	33	0,73	30	24	43	33	0,73

Состав первой и второй системы и объёмный коэффициент упаковки η образцов.

Построенная в итоге нормальная система решалась по схеме Гаусса. Эта же система использована для анализа с соответствующим учётом числа степеней свободы. Расчёты показали значимый выигрыш в точности нахождения концентрации определяемого элемента в образцах широкоизменяющегося состава при использовании поправок, по сравнению с уравнением без поправок (табл. 2).

Таблица 2

Фактор с коэффициентом регрессии	Число степеней свободы	Погрешность определения Zn, %	Погрешность определения Mo, %
Без поправок	27	1,67	1,02
b₁	26	0,39	0,25
e₁	26	0,43	0,25
f₁	26	0,22	0,54
b₁ и e₁	25	0,38	0,18
b₁ и f₁	25	0,11	0,23
e₁ и f₁	25	0,15	0,12
b₁, e₁и f₁	24	0,11	0,24

Относительная среднеквадратическая погрешность определения Zn и Mo

Полученные предварительны результаты показывают перспективность данного направления.

Развитие теории возбуждения рентгеновской флуоресценции и способов РСФА элементного состава гетерогенных сред – особенно сложного гранулометрического и минералогического (фазового) состава – является задачей минимум на порядок сложнее той, что традиционно решается в гомогенном приближении, т. к. здесь приходится моделировать и среду [2]. Особенно, например, в случае определения элементного содержания меди в минеральном сырье: так, сульфид и оксид меди не распределены в минерале гомогенно, а образуют отдельные фазы.

Студентам и молодым специалистам просто необходимо ясное понимание соответствующих разделов физики взаимодействия рентгеновского излучения с веществом и вопросов теоретического и регрессионного учета межэлементных влияний прежде всего в приближении гомогенного состояния образца. Степень понимания должна быть такой, чтобы они могли самостоятельно получать новые результаты в интенсивно развиваемом в последние годы направлении РСФА гетерогенных систем. Действительно, гомогенное приближение составляет фундамент РСФА гетерогенных объектов. И часто встречающийся в литературе при описании гетерогенных систем только термин «неоднородность» явно недостаточен, т. к. «неоднородной» может быть и гомогенная система.

Действительно, «Гомогенная система – это термодинамическая система, свойства которой (состав, плотность, давление и др.) изменяются в пространстве непрерывно. Различают физически однородные и неоднородные гомогенные системы. У однородных гомогенных систем свойства в различных частях системы одинаковы, у неоднородных – различны. Однако благодаря непрерывному изменению свойств в неоднородной гомогенной системе, в отличие от гетерогенной системы, нет частей, ограниченных поверхностями раздела, на которых хотя бы одно свойство изменялось скачком (система однофазна). Примером физически неоднородной гомогенной системы может служить газ в поле тяготения – его плотность непрерывно изменяется с высотой» [8]. Другой пример – градиент концентрации элемента А по глубине гомогенного образца (образца однородного состава в плане остальных элементов).

«Гетерогенная система – неоднородная термодинамическая система, состоящая из различных по физическим свойствам или химическому составу фаз. Смежные фазы гетерогенной системы отделены друг от друга физическими поверхностями раздела, на которых скачком изменяется одно или несколько свойств системы (состав, плотность, кристаллическая структура, электрический или магнитный момент и т. д.)» [7].

Выводы

Теоретически обоснована структура уравнения, связывающего содержание определяемого элемента А с интенсивностями флуоресценции элементов и другими факторами гетерогенного порошкового образца сложного фазового состава при рентгеноспектральном анализе в условиях использования флуоресценции для двух состояний дисперсности – исходного и после дозированного доизмельчения.

Эксперимент на математической модели показал корректность и высокую эффективность развиваемого подхода.

Рассмотрен вопрос терминологии гомогенных и гетерогенных систем.

Литература

Блохин М.А., Бикс В.А. Рентгеноспектральный анализ многокомпонентных смесей // Заводская лаборатория. 1961.Т 27, № 1. С. 31-34.
Гуничева Т.Н. Недеструктивный рентгенофлуоресцентный анализ почв. Научная мысль Кавказа. Северо-Кавказский центр высшей школы. 2000. Приложение № 1 (6) 2000. С. 7 – 16.
Дуймакаев Ш.И., Смоленцева Т.И., Загородний В.В., Шполянский А.Я., Дуймакаева Т.Г., Карманов В.И. К расчету интенсивности рентгеновской флуоресценции гетерогенного порошкового образца // Заводская лаборатория. 1994. Т. 60, № 6. С.19-22.
Дуймакаев Ш.И., Степаносов А.Р., Дуймакаева Т.Г., Тарнопольский М.Г., Шполянский А.Я., Карманов В.И., Селиверстенко С.И. Использование интенсивности флуоресценции для двух состояний дисперсности пробы – перспективное направление в рентгеноспектральном анализе порошковых материалов // Заводская лаборатория. 1995. Т. 61, № 2. С. 22-27.
Дуймакаев Ш.И., Тарнопольский М.Г., Дуймакаева Т.Г., Шполянский А.Я. К обоснованию возможностей метода теоретических поправок при рентгенофлуоресцентном анализе гетерогенных порошковых образцов // Заводская лаборатория. 1993. Т. 59. № 11. С. 16-19.
Козлов А.С., Чижов П.С. Филичкина В.А. Комбинированные рентгеноспектральные и рентгенодифракционные методы определения железа (II) в пересчете на оксид и железа магнетита в железорудном сырье / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 3. С. 19-27.
Лосев Н.Ф. Количественный рентгеноспектральный флуоресцентный анализ. М.: Наука, 1969. 336 с.
Физический энциклопедический словарь. / Гл. ред. А.М. Прохоров. – М.: Сов. энциклопедия, 1984. – 944 с.
Чубаров В.М. Рентгенофлуоресцентное определение отношения FeO/Fe₂O₃/ Журн. аналит. химии. 2010. Т. 65. № 6. С. 634-641.[schema type=»book» name=»К ЭЛЕМЕНТНОМУ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОМУ АНАЛИЗУ ГЕТЕРОГЕННЫХ ПОРОШКОВЫХ ОБРАЗЦОВ СЛОЖНОГО ФАЗОВОГО СОСТАВА» author=»Дуймакаев Шамиль Исхакович, Потькало Максим Валерьевич, Шполянский Александр Яковлевич » publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-24″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)» ebook=»yes» ]