Главная -> Словарь

Рентгеновское излучение

Для моделирования свойств смол и асфальтенов использовался полиэтилен низкой кристалличности , определенной с помощью ИК-спектроскопии. Рентгенограмма также показала наличие слабых рефлексов, полоса — при 3,7 А. Полиэтилен служил для имитации алифатической части молекул асфальтенов, а в качестве ароматической части таковых бралась сажа. Конечно, оба компонента в этой искусственной смеси не воспроизводили тип углеродного скелета алифатической и ароматической частей молекул асфальтенов. Это была искусственная модель , в какой-то мере чисто формально позволившая выявить характер влияния двух образцов углеродистого вещества с разным типом С—С-связей: алифатической и графитоподобной — ароматической , на физическую упаковку этой бинарной смеси — заменителя асфальтенов. Смесь сажа—полиэтилен составлялась постепенным добавлением сажи к полиэтилену под гидравлическим резиновым прессом. Образец этой смеси проводился 15 раз через пресс. Рентгеновские измерения производились при интенсивности в интервале 20=8-^100°. Были получены записи рентгеновской дифракции для различных асфальтенов и нефтяных смол . Путем нормализации этих кривых и сравнения их с независимой кривой распределения углерода в интервале Д=0,08-^0,5 были получены кривые рентгеновской дифракции для исследованных природных образцов, которые сопоставлялись с кривыми для образцов кристаллического полиэтилена, сажи и их смесей . Такой прием нормализации был применен с целью разрешения •у- и -полос, которые в дальнейшем служили для количест-

Авторами было также убедительно показано, что ароматичность, определяемая методом рентгеновской дифракции, хорошо коррелирует с результатами, полученными на основе определения отношения Н/С. Это в первую очередь относится к образцам первичных асфальтенов, в то время как асфальтены из остатков висбрейка не показывают такого соответствия.

По данным рентгеновской дифракции в случае исследования первичных асфальтенов и смол можно получить также и дополнительные параметры кристаллов: расстояние между слоями , внутрицепочное расстояние , диаметр пучка конденсированных ароматических слоев , диаметр конденсированных ароматических плоскостей . Эти параметры представлены на рис. 49, где показан поперечный разрез модели асфальтенов, а также в результатах табл. 76.

Так, в работах /123, 124/ на основе данных электронной и /125/ рентгеновской дифракции был сделан вывод, что для структуры углеводородных цепей в жидкой фазе характерна высокая упорядоченность. Упорядоченные области, образованные параллельными участками цепей в транс-конформациях, могут в случае н-алканов и полиэтилена простираться на расстояния ~ 1О нм и занимать до 6О% объема расплава.

Для кокса КНПС-ЗК из смолы пиролиза анизотропия почти отсутствует, а данные ЭПР свидетельствуют о двух типах твердой и фурфуролфенолформальдегидной смол. Полученные образцы были обработаны при разной температуре вплоть до 3000 °С. На них определяли параметры структуры, получаемые из малоугловой рентгеновской дифракции: структурную пористость , макропористость ; коэффициент сферичности и, характеризующий форму структурных пор и равный отношению полуосей эллипсоида вращения к оси вращения, параллельной кристаллографической оси с; число структурных пор Л/п — дефектов упаковки искаженных кристаллитов в их сростке; степень искажения кристаллитов ц, равную разнице между истинным диаметром кристаллита L и размером области когерентного рассеяния , отнесенной к L ; параметры Порода — области гетерогенности и когерентности , определяющие соответственно средний диаметр структурных пор и краевой размер высоты кристаллитов. ~

На электрометрам мах, полученных на просвет от измельченных проб стеклоуглерода термообработанных при 2000 °С образцов, обнаруживается лишь двумерная упорядоченность — отражения только типа и . Обработка измельченных образцов при 2600 °С приводит к появлению наряду с преобладающим двумерным углеродом поли кристаллического графита. Для последнего наблюдаются отражения, характерные для монокристаллического графита, не обнаруживаемые из рентгеновской дифракции. Их анализ показывает, что полученная картина соответствует двойной дифракции от базисных двойников графита с углом двойникования 28°. Подобные монокристаллические образование возникают в результате полигонизации и сдвигов углеродных слоев в распределенных по объему стеклоуглерода напряженных высокоориентированных областях при их механическом разрушении, поскольку разрушение глобул размером ~30 нм при достаточно грубом диспергировании образцов исключено.

Исследование пористости стеклоуглерода методами малоугловой рентгеновской дифракции показывает , что по мере повышения температуры обработки макропористость П0, значительная в материале, обработанном при 1000 °С, существенно уменьшается. При этом размер внутриглобулярных — структурных пор 1Р и величина структурной пористости е растут. Количество структурных пор /Vn до 2000 °С несколько увеличивается по сравнению с их содержанием в материале, обработанном при 1000 °С. Для стеклоуглерода на основе бакелита "А" после обработки при температуре от 2000—3000 °С число пор /Vn вначале резко, а затем медленно уменьшается. Для ФМ-2 характер изменения Л/п аналогичен, однако величина Л/п на порядок ниже и ее характерный скачок приходится на температуру 2800 °С. Вместе с тем плотность углеродной матрицы и степень ее упорядочения растут, на что указывает соответствующий рост параметров d и 1С для обеих марок стеклоуглерода.

С точки зрения рентгеновской дифракции наиболее характерной особенностью углеродных веществ является наличие на кривых интенсивности рассеяния нескольких или более размытых максимумов, соответствующих структуре графита. Среди них особое значение имеет первый дифракционный максимум, расположенный в области углов рассеяния от 18 до 32 град., что отвечает брэгговским периодам d=280-500 пм. Он наблюдается практически у

Пачечно-бахромчатая модель строения углерода была постулирована в начале 50-х годов независимо друг от друга Франклин и Касаточкиным. Она получила значительное развитие во многих работах. В рамках данной теории интерпретировались практически все результаты исследований: была предложена методика экспериментального определения доли ароматического углерода , было разработано множество моделей беспорядка или частичной аморфности полимерного углерода10'17'18'19. Считали, что аморфность обусловлена , главным образом, беспорядочными трансляциями, поворотами и изгибами слоев20'21, нетождественностью валентных связей отдельных атомов или состояний разных поверхностей одной и той же или разных двумерных ароматических !иолекул , а также двухфазностью системы. Предполагалось , что аморфный углерод характеризуется всевозможными степенями гибридизации внешних электронов. Хотя и акцентировалось внимание на более или менее регулярной упаковке ароматических слоев в пачке , но тем не менее наряду с атомными слоями допускалось существование и цепочечных фрагментов, упакованных нерегулярным образом. Казалось, что не существует другой возможности для интерпретации многочисленных фактов, особенно данных рентгеновской дифракции.

изучаемых систем. Исходя из данных рентгеновской дифракции, парациан также обладает слоистой решеткой типа графита, в которой каждый второй атом углерода замещен атомом азота: своей темной окраской и высокой устойчивостью парациан обязан резонансным взаимодействиям и переносу электрона. Межатомные расстояния C-N в парациане и в графите близки, разница в межслоевых расстояниях: 450 и 335 пм - существенно больше. Цвет же кристаллических частиц карбина - белый.

Отобранные из слоя катализатора отдельные гранулы разрезались по диаметру, поверхность шлифовалась и зондировалась электронным пучком диаметром 03 мкм. Генерируемое рентгеновское излучение, возникающее в результате электронной бомбардировки образца, диспергируется по длинам волн и регистрируется специальным устройством. Концентрация; исследуемого элемента пропорциональна числу погяощншых электронов в данном месте поверхности и выражается в массовых долях на общую массу образца . По этим данным построены зависимости изменения содержания различных элементов по глубине гранулы катализатора при конкретных условиях работы .

Эксперименты проводились на рентгеновской камере КРМ-1 при 20°С на длине волны 1,54 А°. Объект исследования размещался в специальной кювете с окнами из капроновой пленки, мало рассеивающей рентгеновское излучение и предотвращающей утечку вещества

Рентгеновское и нейтронное рассеяние. Методы рентгенострук-турного и нейтроноструктурного анализа представляют собой дифракционные методы. Рентгеновские лучи — это электромагнитные волны большой энергии. Длины волн их лежат в интервале от 0,05 до 0,20 нм. Нейтроны — незаряженные микрочастицы, обладающие массой покоя. Для пучков нейтронов соответствующие им длины волн лежат в пределах 0,1 — 1,0 нм. Рентгеновское излучение рассеивается электронами атомов и молекул. Интенсивность рассеянного излучения фиксируется каким-либо способом и характеризует электронную плотность. Рассеяние рентгеновских лучей на ядрах оказывается пренебрежимо малым. В свою очередь, нейтроны рассеиваются ядрами атомов. При этом упругое рассеяние медленных нейтронов позволяет изучать атомную структуру вещества, а неупругое используется для изучения динамики частиц. Механизмы рассеяния рентгеновских лучей и нейтронов похожи.

гией для ионизации атомов, т. е. рентгеновское и у-излучение. Рентгеновское излучение возникает в результате взаимодействия электронов с атомами, а у-излучение испускается при радиоактивном распаде и при других ядерных процессах.

Эксперименты проводились на рентгеновской камере КРМ-1 при 20°С на длине волны 1,54 А°. Объект исследования размещался в специальной кювете с окнами из капроновой пленки, мало рассеивающей рентгеновское излучение и предотвращающей утечку вещества

В данной главе под термином радиация подразумеваются ядерное излучение высокой энергии и рентгеновское излучение. В настоящее время широко доступны различные источники подобных излучений, в том числе

максимумы этих форм лежат вблизи характерных для графита отражений. На такую возможность интерпретации значительного уширения полосы и повышенного фона вблизи нее указал еще в 1965 г. Рулэнд в работе44. Он предлагал проводить анализ интенсивности этой полосы в терминах распределения не размера пачек кристаллитов Lc, а межмолекулярных расстояний d. Это дало бы возможность отказаться от довольно искусственного предположения Франклин о существовании одиночных моноатомных слоев и атомно-аморфного углерода, некогерентно рассеивающего рентгеновское излучение, в такой плотно упакованной системе, какой является полимерный углерод. Однако такой подход не получил дальнейшего развития, поскольку ширина полосы почти всегда ассоциировалась с размерами кристаллитов Lc.

Изучение термического расширения проводилось при охлаждении до -160°С и при нагреве до 1800°С. Для измерения термического расширения нефтяных коксов применялись рентгеновские дифрактометры ДРОН-0,5 с низкотемпературной приставкой УРНТ-180 и ДРОН-2,0 с высокотемпературной приставкой УВД-2000. Использовалось рентгеновское излучение Си К ^ , фильтрованное никелевым фильтром. Интенсивность рассеяния измерялась при помощи сцинтилляционного счетчика с дискриминатором и амплитудным анализатором импульсов.

Жесткое рентгеновское излучение , вследствие его значительной проникающей способности, можно использовать для проведения радиационно-химических реакций. Однако применяется рентгеновское излучение в основном для исследовательских целей; работая с ним, трудно обеспечить большую мощность дозы.

Значительно сложнее процессы взаимодействия электронов высокой энергии с веществом. Наблюдается неупругое рассеяние и упругое рассеяние .

В РФА используются три основных вида возбуждения ХРИ: фотонное, ионное и бета-излучение. Подробно их особенности рассмотрены в монографиях . Наиболее распространено фотонное возбуждение . Использование фотонного излучения с энергией, несколько превышающей порог возбуждения анализируемого элемента, позволяет добиться высокой эффективности взаимодействия, а следовательно, большого выхода ХРИ. В качестве источников фотонов применяются радионуклиды. В свою очередь, радиоактивные источники можно разделить на две основные группы. К первой относятся излучатели с линейчатым спектром, для которых основным видом распада является К-захват, изомерный переход или а-распад. Они позволяют получать монохроматическое рентгеновское или гамма-излучение с высоким выходом 0,1—1 квант/распад. Наилучшими в отношении спектральной чистоты и удельной активности являются следующие изотопы: железо-55, кадмий-109, кобальт-57, молиб-ден-93, цезий-139 и вольфрам-181. Возбуждение анализируемо-