Способ определения удельной свободной энергии кристаллов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Зад С 01 Б 21/25 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСА ОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ енн изика расшир но-сибирское тельство СССР21/26, 1973(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕСВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ КРИСТАЛЛОВ,ющий облучение потоком инфракризлучения поверхности кристаллмерение спектра отраженного изния фотоприемником, о т л и чщ и й с я тем, что, с целью усния и повышения точности опредеудельной свободной энергии и ррения числа исследуемых кристал8,ю Ю 4 льная свободна одной атомнойекулу. где С отнесенн эрг на 1 удя энергияруппе,(21) 3566963/18-25(прототип). ЛЬНОЙ ключасногоиз- лучею ореления сшилов,.ЯО 11 5788 А на поверхность кристалла напыляютметаллическую пленку толщиной 10 4 -10см, облучают ее инфракрасным потоком излучения и измеряют спектротраженного излучения от последней,фотоприемником, определяют максимальный коэффициент отражения кристаллав его спектре отражения Р по отношению сигналов фотоприемника от потоков, отраженных от кристалла и металлической пленки, волновое число 4 вмаксимуме спектра отражения, значениеструктурного параметра Я из значения максимального коэффициента отражения Р и известной зависимостиР(й), а также удельную свободнуюэнергиюкристалла из соотношения Е1105788 Изобретение относится к исследованию кристаллов, а более конкретно кспособу определения удельной энергииповерхностного натяжения, сконцентрированной в поверхностном слое кристалла, и может быть использовано при 5определении прочностных характеристик кристаллов,Известен способ 1 определениясвободной энергии кристаллов, включающий измерение жесткости образца при 10помощи твердомера ПИТ-З, установкуобразца в Фокусе объектива ПМТ-З, частичное откалывание пластинки слюдыстеклянным клином и измерение радиу"са кривизны изгиба откалываемой пластинки по интерференционной картине,далее по полученным значениям жесткости, толщины пластинки и радиуса кривизны определяют удельную свободнуюэнергию по формуле го излучения фотоприемником, на поверхность кристалла напыляют металлическую пленку толщиной 10 "10- см, облучают ее инфракраснымпотоком излучения и измеряют спектротраженного излучения от последней Фотоприемником, определяют максимальный коэффициент отражения кристалла в его спектре отражения Р по отношению сигналов фотоприемника от потоков, отраженных от кристалла и металлической пленки, волновое число 1 в максимуме спектра отражения, значение структурного параметра В из значения максимального коэффициента отражения Р и известной зависимости Р 31 , а также удельную свободную энергию 5 кристалла из соотношения 20 где е - удельная свободная энергия, отнесенная к одной атомной группе, эрг на 1 молекулуП р и м е р . Для измерения берут кристалл слюды мускавит, у которого облучают инфракрасными лучами плошадку 1 х 1 см от осветителя инфракрасного спектрометра ИКС, измеряют отражение относительно плоскости базиса 0011 и получают спектр отражения. Так как поверхность минералане имеет 100-ной зеркальности, тодля учета несовершенства поверхностина последнюю напыляют металлическуюпленку (например, алюминия ) толщиной1-10 10см, которая в точности копирует рельеф поверхности минерала.Такой диапазон обусловлен глубинойпроникновения инфракрасного излучения в металл. При меньших толщинахбудет возрастать доля потерь в вели-.чине отраженного сигнала, Затем отэтой же геометрической площадки, но уже от металлической пленки снова измеряют отражение в том же спектральном диапазоне. После этого по отношениюсигнала в максимуме полосы отражения минерала к сигналу от металлической пленки при этом же волновом числе принятому эа 100), что и мак"симум отражения минерала, определяюткоэффициент отражения, который равен60. Если же не применять напыления,то разница в величине коэффициента отражения составит ЗЪ. Далее по величине максимального значения коэффициента отражения по оси волновых чисел определяют волновое число для данного максимума отражения, которое равно1040 см " . Затем по величине максимального значения коэффициента отражения К =60 и известной зависимостиа 1 , приведенной на чертеже, определяют структурный параметр 8, кото.рый равен 0,74 10 1 молекула/смз.Вид графической зависимости 061 опре 25Указанный способ являет я трудоемким, разрушающим и не учитывает степень шероховатости поверхности.Кроме того, необходимо, чтобы откалываемые пластинки были прозрачными.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ 2 1 определенияудельной свободной энергии кристаллов, включающий облучение потокоминфракрасного излучения поверхностикристалла, измерения спектра отраженного излучения Фотоприемником, Причем удельную свободную энергию исследуемого кристалла находят по формулеиЕ =Еи у40эгде Й - максимальное значение коэфифициента отражения исследуемого кристалла;Е - удельная свободная энергиязэталонного кристалла;Р - максимальное значение коэфэфициента отражения эталона.Однако данный способ требует наличия образца"эталона с известной удельной свободной энергией, определенной другим способом. Кроме того, способ может быть применен только для сло" истых силикатов и не учитывает степень шероховатости поверхности, а также влияния волнового числа.Цель изобретения - ускорение и повышение точности определения удельной свободной энергии и расширение числа исследуемых кристаллов.Указанная цель достигается тем,60 что согласно способу определения удельной свободной энергии кристаллов, включающему облучение потоком инфра" красного излучения поверхности кристалла, измерение спектра отраженноЗаказ 5592/33 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, Ул.Проектная, 4 делен по нескольким минералам, длякоторых известны значения удельнойсвободной энергии. Максимум отражения с М =1040 см-" относится к валентным колебаниям атомов в тетраэдре50, иэ которых образована плоскость базиса (001) мускавита. Значение Удельной свободной энергии е длятетраэдра 810, равной ,56 х х СГффэрг намолекулу, т =)0 эрг/см.Кроме повышения точности измерений предлагаемый способ позволяет ускорить определение удельной свободной энергии в два раза, так как в базовом способе необходимо производить два раза измерение и вычисление данных как исследуемого,так и эталонного кристалла.