Универсальные стекловидные образцы сравнения для анализа висмутсодержащих оксидов

Содержание



Введение

Научная новизна

Цель работы

Практическая значимость работы

Основные положения, выносимые на защиту

1. Анализ литературных сведений

1.1. Структура и оптические свойства соединений со структурой

силленита

1.2.Структура и оптические свойства соединений со структурой эвлитина

1.3. Структуры, свойства и методы исследования состава

ВТСП-материалов в системе ВьБг-Са-Си

1.4.Способы получения стекловидных образцов сравнения

Постановка задачи

2.Разработка синтеза стекловидных образцов сравнения для анализа висмутсодержащих оксидных соединений

2.1.Выбор флюса и условий получения стекловидных образцов сравнения для анализа висмутсодержащих оксидов

2.2.Реактивы и экспериментальная установка для получения стекловидных образцов сравнения

2.3.Способы получения стекловидных образцов сравнения

2.4,Оценка однородности стекловидных образцов сравнения

2.5.Вывод ы

3.Способ рентгенофлуоресцентного определения основных компонентов

в составе сложных висмутсодержащих оксидов

3.1. Способы определения концентрации элементов рентгенофлуоресцентным методом анализа

3.2. Использование стекловидных образцов сравнения для рентгенофлуоресцентного определения элементов, входящих в состав ВТСП-материалов

3.2.1	.Аппаратура и выбор условий проведения рентгенофлуоресцентного

анализа

3.2.2.Определение висмута с помощью стекловидных образцов сравнения методом

РФлА

3.2.3.Определение меди в стекловидных образцах сравнения с помощью

РФлА

3.2.4.Определение стронция в стекловидных образцах	сравнения с

помощью РФлА

3.2.5.Определение кальция в стекловидных образцах	сравнения с

помощью РФлА

3.3.Вывод ы

4.Оптические	свойства боратно-висмутатных стекловидных

образцов

Выводы

5.Определение платины в соединениях со структурой эвлитина

5.1.	Исследование	взаимодействия расплавов кадматов висмута

с платиной

5.2Способ синтеза стекловидных образцов сравнения для определения

платины

5.3.Оценка однородности стекловидных образцов сравнения

5.4.Рентгенофлуоресцентный	способ определения платины в

висмутсодержащих оксидных соединениях

5.4.1	.Выбор условий определения платины

5.4.2.Определение платины по Ма-линии рентгеновского спектра

5.5.Вывод ы

6. Основные результаты работы

Литература



Введение

Одним из направлений современной науки и техники является получение новых материалов с заданными физическими свойствами. Среди них заметное место занимают материалы на основе оксида висмута. В частности, висмутсодержащие оксидные соединения со структурами силленита, эвлитина, бенитоита, перовскита и шпинели нашли широкое применение в полупроводниковой и вычислительной технике, радиоэлектронике, нелинейной оптике.

Свойства этих соединений в значительной мере определяются точностью соблюдения стехиометрического соотношения компонентов и наличием тех или иных примесей. Однако, несовершенство технологии синтеза висмутсодержащих оксидных соединений, его многостадийность и продолжительность приводят к потере исходных компонентов, неоднородному распределению основных и примесных элементов, а также к загрязнению материала технологическими примесями. В связи с этим, необходим аналитический контроль состава висмутсодержащих оксидных соединений на всех этапах их синтеза как по основным, так и по примесным компонентам, включая контроль исходного сырья и полупродуктов.

Решение этой задачи может быть достигнуто с помощью современных физико-химических и физических методов анализа. Но абсолютное большинство физико-химических методов анализа является по своей природе относительными методами, и при определении состава сложных соединений для градуировки аналитического сигнала требуются адекватные образцы состава (СО). Однако, существующее положение в области приготовления стандартных образцов сравнения для висмутсодержащих оксидных материалов характеризуется наличием образцов сравнения, пригодных лишь для анализа узкого круга соединений или позволяющих использовать их только в одном из методов анализа. Эти проблемы заставляют пользователей аналитических приборов самостоятельно искать или разрабатывать методики анализа сложных оксидных соединений, а изготовителям аналитических устройств не позволяет полностью реализовать все возможности автоматизации и компьютеризации процессов анализа и обработки результатов экспериментов. Кроме того, отсутст-



на предварительном растворении образцов. Анализируемый продукт растворяли в хлороводородной кислоте, добавляли комплексообразователь (ЭДТА) и использовали крахмал в качестве коллектора. Раствор выпаривали, к концентрату добавляли борную кислоту, гомогенизировали и прессовали таблетки излучателей. В качестве эталонов использовали подготовленные аналогичным способом смеси исходных компонентов анализируемых веществ. Суммарная погрешность результатов анализа составляла 0,1-0,3 %.

В неразрушающем варианте рентгенофлуоресцентного метода анализа используются общие методические приемы пробоподготовки - сплавление анализируемого вещества с флюсом. В работе [79] излучатели готовили сплавлением оксидов (карбонатов) металлов (градуировочные образцы) или анализируемые пробы с метафосфатом лития. Аналитические сигналы измеряли по Ка (Ьа) характеристического излучения элементов, возбуждаемых тормозным излучением рентгеновской трубки с ¥-анодом. Для Са проводили нормирование по когерентно-рассеянному излучению. Содержание кислорода оценивали по материальному балансу. Погрешности оценок стехиометрических коэффициентов металлов не превышали ±0,02%.

В работе [80] для исследования состава висмутсвинцовых сверхпроводящих керамик РФлА анализируемые вещество и градуировочные образцы готовили сплавлением с щелочным флюсом (метафосфат лития, содержащий 10% масс, карбоната лития) при температуре 900°С в тиглях из стеклоуглеро-да. Для формирования однородного стеклообразного излучателя расплав выливали в предварительно нагретый до 300°С тигель с плоским дном. Поверхность излучателя шлифовали порошком М28. Градуировочные образцы сохраняли свои свойства не более полугода при хранении в эксикаторе.

Таким образом, одним из наиболее перспективных методов анализа для исследования состава ВТСП-материалов является рентгено-спектральный флуоресцентный анализ, отличающийся экспрессностью и высокой воспроизводимостью. Для улучшения метрологических характеристик и увеличения срока службы стандартных образцов необходимо исследовать составы новых