Ásványok és kőzetek szerkezetét vizsgáló módszerek

Szerző: 
BME ABÉT

A képekre kattintva megtekinthetjük az adott képhez tartozó részletes leírást.

Diavetítés indítása

Röntgendiffraktometria (XRD)

A röntgendiffraktometria (XRD) a 0,05...0,25 nm hullámhossz-tartományba eső röntgensugarak szóródását vizsgálja. A mérést sugárzásdetektorok segítségével végzik és intenzitásmérésen alapul. A mérés a vizsgált anyag egészének szerkezetéről nyújt képet. Röntgendiffrakció esetén az ásványokra vonatkozó következtetések a diffraktált sugarak irányára és erősségére vonatkoznak. A diffraktált sugarak iránya a kristály szerkezetében lévő tömegpontok távolságviszonyaitól, erőssége pedig az atomok térbeli elrendeződésétől függ. A röntgendiffrakciós módszer hátránya, hogy közel azonos szerkezetű anyagokat nem lehet egymástól biztonsággal megkülönböztetni, illetve nem alkalmas rosszul kristályos anyagok vizsgálatára.

Röntgen-pordiffrakciós módszer. A pordiffrakciós módszer kristályos por (vagy finom kristályos anyag) vizsgálatát teszi lehetővé. A vizsgálathoz szükséges anyagmennyiség a berendezéstől, ezen belül is elsősorban a használt röntgenkamra típusától függően 1 és 0,01 g között változhat.

A vizsgálat értékelését a porfelvétellel nyert diagram segítségével értékeljük. A diffraktogramon megjelenő vonalak helyéből az adott ásványra jellemző síkok számíthatók ki, a vonalak (csúcsok) magassága pedig a diffraktált sugarak intenzitását mutatja.

Napjainkban a röntgen pordiffrakció rutin vizsgálati eljárássá nőtte ki magát, úgy az ásványtani alapkutatás, kőzettan, vagy ipari célú ásványtani vizsgálatok terén, akárcsak az ipari termelés egyes területein. A földtanban a pordiffrakció alkalmazása számos területhez szükséges módszer, ahol ásványokkal, azok szerkezetével, társulásaival vagy még inkább mennyiségével kell számolni. Azonban nem csak az ásványtannal kapcsolatban álló területek látják hasznát a pordiffrakciós vizsgálatoknak, hiszen az ásványtani ismerteket és a hozzájuk szorosan kapcsolódó vizsgálati módszereket szívesen alkalmazzák a régészetben is.

 

Infravörös spektroszkópia (IR)

Az infravörös spektroszkópia elvi alapja a minták gerjesztése kis energiájú elektromágneses sugarakkal (1-300 nm hullámhosszúságú, vagyis az infravörös fény tartományába eső sugarakkal). Az ásványok kristályrácsában kötött molekulák állandó rezgésben vannak, és a rezgési energiájuk nagyságrendjébe eső IR-sugarakat elnyelik. Az áthaladt IR-sugarak spektrumában, amit spektroszkóp segítségével rögzítenek, az elnyelt hullámhosszúságú sugarak hiányoznak, vagyis ott csúcsok jelennek meg. Ezek a csúcsok az adott kristályszerkezetre jellemzőek. Tehát az elnyelt sugarakat használják azonosításra. Fontos különbség, az XRD-vizsgálathoz képest, hogy az atomok helyett atomcsoportok, molekulacsoportok elhelyezkedéséről, illetve a molekuláris kötésekre is kapunk információt (pl. apatit-csoport). Kis mennyiségű minta (kb. 1 mg) elegendő a vizsgálathoz (roncsolásos vizsgálat, porított minta, filmként vagy pasztillaként). Jól alkalmazható sok ásványcsoport (pl. szerves ásványok, hidroxidok, foszfátok, szulfátok, egyes szilikátok) szerkezetének vizsgálatára. Különösen akkor nélkülözhetetlen, amikor az XRD-vizsgálat nem járt a kívánt eredménnyel.