Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген құрылымдық анализ әдісімен анықтау
Мазмұны
Кіріспе
I. Si . O байланысының құрылысы, қасиеттері және түзілу механизмі.
1.1. Силикагель байланысының құрылысы.
1.2. Кремний қышқылын полимерлеуде Si . О байланысы түзілу механизмі.
1.3. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен
құрылымдық өзгерісі.
1.4. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен құрылымдық өзгерісі
II. Дифракциялық құрылымдық зерттеу әдістері
3.1. Рентгендік дифракциялық зерттелердің дифракциялық эксперименттік әдістері, классификациясы.
3.2. Қарапайым жағдайларда рентгендік дифракциялық зерттеулер құралдары.
3.3. Зерттеу материалдарына сипаттама
III. Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген құрылымдық анализ әдісімен анықтау
3.1. Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген құрылымдық анализ әдісімен анықтау.
3.2.Кремний қос тотығының температураға байланысты микроқаттылығын анықтау.
3.3.Бастапқы және қоспа ендірілген кремний қос тотығының температураға байланысты түсінің өзгеруі.
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер
Кіріспе
I. Si . O байланысының құрылысы, қасиеттері және түзілу механизмі.
1.1. Силикагель байланысының құрылысы.
1.2. Кремний қышқылын полимерлеуде Si . О байланысы түзілу механизмі.
1.3. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен
құрылымдық өзгерісі.
1.4. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен құрылымдық өзгерісі
II. Дифракциялық құрылымдық зерттеу әдістері
3.1. Рентгендік дифракциялық зерттелердің дифракциялық эксперименттік әдістері, классификациясы.
3.2. Қарапайым жағдайларда рентгендік дифракциялық зерттеулер құралдары.
3.3. Зерттеу материалдарына сипаттама
III. Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген құрылымдық анализ әдісімен анықтау
3.1. Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген құрылымдық анализ әдісімен анықтау.
3.2.Кремний қос тотығының температураға байланысты микроқаттылығын анықтау.
3.3.Бастапқы және қоспа ендірілген кремний қос тотығының температураға байланысты түсінің өзгеруі.
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер
Кіріспе
Атомдық өндірістің дамуына байланысты баса аударылып отырған назар органикалық сорбенттер ішінде силикагель ерекше орын алады.
Кәдімгі органикалық иониттермен салыстырғанда органикалық емес сорбенттердің радиацонды – химиялық және термиялық орнықтылығы жоғары, сондықтан оларды радтохимиялық өндірістерде жоғары белсенді ерітінділерді қайта өңдеу үшін қолдану өте тиімді. Органикалық емес ион алмастырғыш материалдардың қолданысы олардың минералды қышқылдарда химиялық орнықтылығы жеткіліксіздігінен шектеулі.
Абсорбенттер мен катализаторларды қолданылуымен байланысты ғылым мен техника дамуына орай олардың қасиеттеріне қатаң талап қойылады. Сондықтан алдын – ала берілген қасиеттерімен материалдар жасау, соның ішінде силикагельдерді жасау өзекті мәселе болып табылады.
Si – O байланысының құрылысы физика – химиялық қасиеттерінің ерекшеліктері, кремний атомдарында 3d – орбитадан төмен орналасқан ваканттық орындар және оттегінің бөлінбеген қос 2р – электрондары болуынан. Бұл ерекшеліктер жан – жақты зерттелген, дегенмен, кремнеземдердің беттік химиясы жүйелі зерттелген.
Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Қазіргі кезде заттардың беттік қабаттарында сәулелендіру және қыздыру әсерінен болып жатқан процестерді зерттеуге баса назар аудардарылады. Материалдың структурасы туралы мәліметтер алу радиациялық физиканың ең өзекті және жеткілікті терең зерттелмеген мәселесі болып табылады.
Заттардың структурасының сәулелендіру және температура әсерімен өзгерісі атомдардың орын ауыстыруы мен кристалл торы структурасында ақаулар түзілуіне байланысты. Радиация кезінде кристалдың қайтадан құрылуы кристалдық матералдарда төмен температурада әртүрлі физико – химиялық процестер өтуіне байланысты болуы мүмкін. Сондықтан заттардың яғни кремний және кварцтың структурасының термиялық өңдеу және сәулелендірудегі өзгерісі өте өзекті мәселе болып табылады.
Силикагель мен кварцтың структурасының температураға байланысты өзгеруіне әкелетін физикалық процестерді түсіну қазіргі кездегі ғылым мен техниканың практикалық сұранысынан туындайды.
Жұмыстың мақсаты. Қыздыру температурасына байланысты силикагельдің беттік және көлемдік қабаттарында болатын құбылыстарды зерттеу және онда болып жатқан термиялық құбылыстардың физикалық табиғатын түсіндіру үшін қажетті мәліметтерді алу.
Атомдық өндірістің дамуына байланысты баса аударылып отырған назар органикалық сорбенттер ішінде силикагель ерекше орын алады.
Кәдімгі органикалық иониттермен салыстырғанда органикалық емес сорбенттердің радиацонды – химиялық және термиялық орнықтылығы жоғары, сондықтан оларды радтохимиялық өндірістерде жоғары белсенді ерітінділерді қайта өңдеу үшін қолдану өте тиімді. Органикалық емес ион алмастырғыш материалдардың қолданысы олардың минералды қышқылдарда химиялық орнықтылығы жеткіліксіздігінен шектеулі.
Абсорбенттер мен катализаторларды қолданылуымен байланысты ғылым мен техника дамуына орай олардың қасиеттеріне қатаң талап қойылады. Сондықтан алдын – ала берілген қасиеттерімен материалдар жасау, соның ішінде силикагельдерді жасау өзекті мәселе болып табылады.
Si – O байланысының құрылысы физика – химиялық қасиеттерінің ерекшеліктері, кремний атомдарында 3d – орбитадан төмен орналасқан ваканттық орындар және оттегінің бөлінбеген қос 2р – электрондары болуынан. Бұл ерекшеліктер жан – жақты зерттелген, дегенмен, кремнеземдердің беттік химиясы жүйелі зерттелген.
Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Қазіргі кезде заттардың беттік қабаттарында сәулелендіру және қыздыру әсерінен болып жатқан процестерді зерттеуге баса назар аудардарылады. Материалдың структурасы туралы мәліметтер алу радиациялық физиканың ең өзекті және жеткілікті терең зерттелмеген мәселесі болып табылады.
Заттардың структурасының сәулелендіру және температура әсерімен өзгерісі атомдардың орын ауыстыруы мен кристалл торы структурасында ақаулар түзілуіне байланысты. Радиация кезінде кристалдың қайтадан құрылуы кристалдық матералдарда төмен температурада әртүрлі физико – химиялық процестер өтуіне байланысты болуы мүмкін. Сондықтан заттардың яғни кремний және кварцтың структурасының термиялық өңдеу және сәулелендірудегі өзгерісі өте өзекті мәселе болып табылады.
Силикагель мен кварцтың структурасының температураға байланысты өзгеруіне әкелетін физикалық процестерді түсіну қазіргі кездегі ғылым мен техниканың практикалық сұранысынан туындайды.
Жұмыстың мақсаты. Қыздыру температурасына байланысты силикагельдің беттік және көлемдік қабаттарында болатын құбылыстарды зерттеу және онда болып жатқан термиялық құбылыстардың физикалық табиғатын түсіндіру үшін қажетті мәліметтерді алу.
Пайдаланылған әдебиеттер
1. R.A. Sigslce., R.H. Vilson. –J. Appl Phys 1973, 25. p541.
2. Ибрагимов Ж.Д., Ярклов У. Пробеги ионов Kr и Xe в аморфном Al2O3 и SiO2 в области энергии 4-100 кэВ. В сб. Структура и свойства облученных материалов. Ташкент, «Фан», 1975, -24с.
3. R.J.Kelly. Low – Energy Depth Distributions in pt, Al and KCl as abtained by sputteing – J. Appl Phys, 39, 11, 1968, p 5298.
4. Мясников А.А., Позднеев Д.В. Расчет среднего числа радиционных дефектов в Si и SiO2 облученных быстрыми нейтронами. ФТП. Т.5, 1971, с.976.
5. W.Primak. Mechanism for the Radiation compaction of vitreous silica. - J. Appl Phys – 43, 6, 1972 p1745.
6. Вахидов Ш.А., Гасанов Э.М., Ибрагимов Ж.Д., Хабибуллаев П.К. Фазовые превращения в α - кварце под действием нейтронного облучения. – Доклады АН УзССР, 9, 1984, с. 24-25.
7. Гегузин Я.Е. Очерки о диффузии в кристаллах. М. «Наука», с.253.
8. Макаревич А.И., Березина Г.М., Курилович Н.Ф. Влияние нейтронного облучения на механические свойства кремния. В сб. Радиационная физика неметаллических кристаллов. Минск, «Наука и техника». 1970,-71с.
9. Глазков В.М., Вигдорович В.Н. В кн. Микротвердость металлов и полупроводников. М. «Металлургия», 1969,-248с.
10. Брудный В.Н., Толебаев Б. Изменение микротвердости образцов SiС (6Н) при нейтронном облучении. Атомная энергия, т.59, 1985, с.232-233.
11. Ерматов С.Е., Тогжигитов К. Исследование корреляции фазавого перехода, микротвердости и диффузии на образцах двуокиси кремния при реакторном облучении и термоотжиге. В сб. Физика атомного ядра и космических лучей. Алма-Ата, 1980, с.109-115.
12. Вахидов Ш.А., Гасанов Э.М., Ибрагимов Ж.Д., Каланов М., Мустафакулов А.А., Хабибуллаев П.К. Рентгеноструктурное исследование кристаллов кварца, выращенных на нейтронно-облученных затравках.-Докл. АН УзССР, №4, 1984, с.27.
13. Абдукадырова И.Х., Вахидов Ш.А., Мухтарова Н.Н. Радиационна-индицированная перестройка структуры кварца. УзССР фанлар Акад. ахбороты, физ.мат. фанлари сер. Изв. УзССР, серия физ.мат. наук, №3, 1984, с.76-79.
14. D.Grasse, O. Kocar, H. Peisl., S.C. Moss., Golding Brage; Diffuse x-ray scattering and phonon echols from neutron – ir radiated crystalling guartz – Phys. Rev. Lett. 1981.46.4 p261-264.
15. Лазарев А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов. Л., «Наука», 1968.
16. Воронков М.Г. О гетероциклических реакциях расщепления силоксанов. – В кн.: Химия и практическое применение кремнеорганических соединений. Труды конференции. Под. ред. М.Г. Воронкова, С.Н. Борисова. Вып. 6. М., Изд-во АН СССР, 1961, с. 575-591.
17. Лазарев А.Н. О гибкости сложных анионов и молекул со связями Si – O – Si и P – O – P. – В кн.: Структурные превращения в стеклах при повышенных температурах. М. – Л., «Наука», 1965, с. 233 – 258.
18. Абдулаев Ж. Физика курсы, Білім, 1994.
19. Ландсберг Г.С. Оптика, М., Наука, 1976.
20. Сивухин Д.В. Общий курс физики, Оптика, Т.4, М.,Наука, 1980
21. Ливенцов Н.М. Курс физики, М., Высшая школа, 1978.
22. Полатбеков П.П. Оптика, Алматы, Мектеп, 1981.
23. Савельев И.В. Курс общей физики, Т.2,М.,Наука, 1988.
24. Годжаев Ф.А. Оптика, М., Наука, 1976.
25. Жданов Г.С. и др. Дифракционный и резанансный структурный анализ. М., Наука, 1980.
26. Под общей редакцией академика Б.Н.Ласкорина. Сорбенты на основе силикагеля в радиохимии. М.,Атомиздат, 1977.
27. Тараз мемлекеттік педагогикалық институтының Хабаршысы., ғылыми – педагогикалық журнал. №3., Тараз 2007.
1. R.A. Sigslce., R.H. Vilson. –J. Appl Phys 1973, 25. p541.
2. Ибрагимов Ж.Д., Ярклов У. Пробеги ионов Kr и Xe в аморфном Al2O3 и SiO2 в области энергии 4-100 кэВ. В сб. Структура и свойства облученных материалов. Ташкент, «Фан», 1975, -24с.
3. R.J.Kelly. Low – Energy Depth Distributions in pt, Al and KCl as abtained by sputteing – J. Appl Phys, 39, 11, 1968, p 5298.
4. Мясников А.А., Позднеев Д.В. Расчет среднего числа радиционных дефектов в Si и SiO2 облученных быстрыми нейтронами. ФТП. Т.5, 1971, с.976.
5. W.Primak. Mechanism for the Radiation compaction of vitreous silica. - J. Appl Phys – 43, 6, 1972 p1745.
6. Вахидов Ш.А., Гасанов Э.М., Ибрагимов Ж.Д., Хабибуллаев П.К. Фазовые превращения в α - кварце под действием нейтронного облучения. – Доклады АН УзССР, 9, 1984, с. 24-25.
7. Гегузин Я.Е. Очерки о диффузии в кристаллах. М. «Наука», с.253.
8. Макаревич А.И., Березина Г.М., Курилович Н.Ф. Влияние нейтронного облучения на механические свойства кремния. В сб. Радиационная физика неметаллических кристаллов. Минск, «Наука и техника». 1970,-71с.
9. Глазков В.М., Вигдорович В.Н. В кн. Микротвердость металлов и полупроводников. М. «Металлургия», 1969,-248с.
10. Брудный В.Н., Толебаев Б. Изменение микротвердости образцов SiС (6Н) при нейтронном облучении. Атомная энергия, т.59, 1985, с.232-233.
11. Ерматов С.Е., Тогжигитов К. Исследование корреляции фазавого перехода, микротвердости и диффузии на образцах двуокиси кремния при реакторном облучении и термоотжиге. В сб. Физика атомного ядра и космических лучей. Алма-Ата, 1980, с.109-115.
12. Вахидов Ш.А., Гасанов Э.М., Ибрагимов Ж.Д., Каланов М., Мустафакулов А.А., Хабибуллаев П.К. Рентгеноструктурное исследование кристаллов кварца, выращенных на нейтронно-облученных затравках.-Докл. АН УзССР, №4, 1984, с.27.
13. Абдукадырова И.Х., Вахидов Ш.А., Мухтарова Н.Н. Радиационна-индицированная перестройка структуры кварца. УзССР фанлар Акад. ахбороты, физ.мат. фанлари сер. Изв. УзССР, серия физ.мат. наук, №3, 1984, с.76-79.
14. D.Grasse, O. Kocar, H. Peisl., S.C. Moss., Golding Brage; Diffuse x-ray scattering and phonon echols from neutron – ir radiated crystalling guartz – Phys. Rev. Lett. 1981.46.4 p261-264.
15. Лазарев А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов. Л., «Наука», 1968.
16. Воронков М.Г. О гетероциклических реакциях расщепления силоксанов. – В кн.: Химия и практическое применение кремнеорганических соединений. Труды конференции. Под. ред. М.Г. Воронкова, С.Н. Борисова. Вып. 6. М., Изд-во АН СССР, 1961, с. 575-591.
17. Лазарев А.Н. О гибкости сложных анионов и молекул со связями Si – O – Si и P – O – P. – В кн.: Структурные превращения в стеклах при повышенных температурах. М. – Л., «Наука», 1965, с. 233 – 258.
18. Абдулаев Ж. Физика курсы, Білім, 1994.
19. Ландсберг Г.С. Оптика, М., Наука, 1976.
20. Сивухин Д.В. Общий курс физики, Оптика, Т.4, М.,Наука, 1980
21. Ливенцов Н.М. Курс физики, М., Высшая школа, 1978.
22. Полатбеков П.П. Оптика, Алматы, Мектеп, 1981.
23. Савельев И.В. Курс общей физики, Т.2,М.,Наука, 1988.
24. Годжаев Ф.А. Оптика, М., Наука, 1976.
25. Жданов Г.С. и др. Дифракционный и резанансный структурный анализ. М., Наука, 1980.
26. Под общей редакцией академика Б.Н.Ласкорина. Сорбенты на основе силикагеля в радиохимии. М.,Атомиздат, 1977.
27. Тараз мемлекеттік педагогикалық институтының Хабаршысы., ғылыми – педагогикалық журнал. №3., Тараз 2007.
Мазмұны
Кіріспе
I. Si – O байланысының құрылысы, қасиеттері және түзілу механизмі.
1.1. Силикагель байланысының құрылысы.
1.2. Кремний қышқылын полимерлеуде Si – О байланысы түзілу механизмі.
1.3. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен
құрылымдық өзгерісі.
1.4. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен құрылымдық өзгерісі
II. Дифракциялық құрылымдық зерттеу әдістері
3.1. Рентгендік дифракциялық зерттелердің дифракциялық эксперименттік
әдістері, классификациясы.
3.2. Қарапайым жағдайларда рентгендік дифракциялық зерттеулер құралдары.
3.3. Зерттеу материалдарына сипаттама
III. Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген
құрылымдық анализ әдісімен анықтау
3.1. Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген
құрылымдық анализ әдісімен анықтау.
3.2.Кремний қос тотығының температураға байланысты микроқаттылығын анықтау.
3.3.Бастапқы және қоспа ендірілген кремний қос тотығының температураға
байланысты түсінің өзгеруі.
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер
Кіріспе
Атомдық өндірістің дамуына байланысты баса аударылып отырған назар
органикалық сорбенттер ішінде силикагель ерекше орын алады.
Кәдімгі органикалық иониттермен салыстырғанда органикалық емес
сорбенттердің радиацонды – химиялық және термиялық орнықтылығы жоғары,
сондықтан оларды радтохимиялық өндірістерде жоғары белсенді ерітінділерді
қайта өңдеу үшін қолдану өте тиімді. Органикалық емес ион алмастырғыш
материалдардың қолданысы олардың минералды қышқылдарда химиялық орнықтылығы
жеткіліксіздігінен шектеулі.
Абсорбенттер мен катализаторларды қолданылуымен байланысты ғылым мен
техника дамуына орай олардың қасиеттеріне қатаң талап қойылады. Сондықтан
алдын – ала берілген қасиеттерімен материалдар жасау, соның ішінде
силикагельдерді жасау өзекті мәселе болып табылады.
Si – O байланысының құрылысы физика – химиялық қасиеттерінің
ерекшеліктері, кремний атомдарында 3d – орбитадан төмен орналасқан
ваканттық орындар және оттегінің бөлінбеген қос 2р – электрондары болуынан.
Бұл ерекшеліктер жан – жақты зерттелген, дегенмен, кремнеземдердің беттік
химиясы жүйелі зерттелген.
Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Қазіргі кезде заттардың беттік
қабаттарында сәулелендіру және қыздыру әсерінен болып жатқан процестерді
зерттеуге баса назар аудардарылады. Материалдың структурасы туралы
мәліметтер алу радиациялық физиканың ең өзекті және жеткілікті терең
зерттелмеген мәселесі болып табылады.
Заттардың структурасының сәулелендіру және температура әсерімен
өзгерісі атомдардың орын ауыстыруы мен кристалл торы структурасында ақаулар
түзілуіне байланысты. Радиация кезінде кристалдың қайтадан құрылуы
кристалдық матералдарда төмен температурада әртүрлі физико – химиялық
процестер өтуіне байланысты болуы мүмкін. Сондықтан заттардың яғни кремний
және кварцтың структурасының термиялық өңдеу және сәулелендірудегі
өзгерісі өте өзекті мәселе болып табылады.
Силикагель мен кварцтың структурасының температураға байланысты
өзгеруіне әкелетін физикалық процестерді түсіну қазіргі кездегі ғылым мен
техниканың практикалық сұранысынан туындайды.
Жұмыстың мақсаты. Қыздыру температурасына байланысты силикагельдің
беттік және көлемдік қабаттарында болатын құбылыстарды зерттеу және онда
болып жатқан термиялық құбылыстардың физикалық табиғатын түсіндіру үшін
қажетті мәліметтерді алу.
I. БӨЛІМ. Si – O байланысының құрылысы, қасиеттері және түзілу
механизмі
1.1 Кремний. Кремнийдің оттекті қосылыстары
Төртінші негізгі топтың көміртектен соңғы келесі элементі кремний.
Кремний, жаратылыста таралуы жағынан салмақ проценті бойынша оттектен кейін
екінші орын алады. Көміртек органикалық заттардың құрамындағы негізгі
элемент болатын болса, кремний жер қыртысын түзетін минералдық заттардың
құрамындағы негізгі элемент. Крений жаратылыста қосылыстар түрінде ғана
болады; ол қосылыстары: кремний диоксиді SiO (кварц, құм), жер
қыртысының негізгі массасы силикатты жыныстар)далалық шпат, слбда, каолин
т. б.). Кремнийдің тұрақты үш изотопы бар: 28Si (92.72%), 29 Si (4.68%), 30
Si (3.05%).
Кремнийді алу үшін, ақ қиыршық ұсақ құмды магниймен араластырып
қыздырады:
SiO2 + 2Mg=2MgO+Si ΔH0= - 372 кДжмоль
Кремнийді MgO және реакцияласпай қалған SiO2-ден тазарту үшін,
реакциядан шыққан массаны тұз қышқылымен және фторсутек қышқылымен
әрекеттейді. Магнийдің орнына тотықсыздандырғыш ретінде алюминий, көміртек
(техникада) алуға болады.
Мұнда шығатын аморфты кремний, сұр түсті ұнтақ зат, тығыздығы 2,35
гсм-ке жуық. Кремнийді балқыған металда ерітіп қайта кристалдауға
болады. Онда кристалдық кремний түзіледі: бұл болат сияқты сұр, металдық
жылтыры бар, қатты кристалдық зат, тығыздығы 2,4гсм3.
Кремнийдің сыртқы электрондық құрылысы 3s2 2p3, оның атомында sp3 -
гибридизация болады. Ол оған үш өлшемді, алмаз тәрізді тұрақты құрылымы
тән.
Кремнийдің көп кездесетін, әрі өте тұрақты қосылысы оның диоксиді
SiO2, оның элементтерден түзілуі оңай, әрі көп жылу бөліп шығаратын
реакциялар қатарына жатады:
Si+O= SiO ΔH=-
848.5 кДжмоль
Кремний диоксиді – түссіз қатты зат, =1713С.
Кремнийдің диоксиді – кремний ангидриді және кремнезем деп те
аталады; бұл жаратылыста көп кездесетін зат, дербес күйінің өзі жер қыртысы
массасының жартысынан артығы кремний диоксиді үлесіне келеді. Кремнезем
кристалдық және аморфты күйде болады.
Кристалдық кремнеземнің маңыздысы кварц мдеген минерал, ол түссіз,
мөлдір алты қырлы призма, ұшы алты қырлы пирамида болып бітетін кристалдар,
оны тау хрусталі деп атайды. Тау хрусталі түрлі тұздар араласуынан түсі
өзгереді, оның жасылдауын-аметист, күңгірттеуін түтінді (дымчатый) топаз
дейді. Кварцтың өте ұсақ кристалды түрін агат, яшма деп атайды.
Кәдімгі құм да кварц. Ақ қиыршық құм таза кварц, бірақ тұрлі
қоспалардың (көбінесе темір тұздарының) араласқанынан түсі өзгеріп сары
құм, қызыл құм, қара құм деп аталады.
Аморфты кремнезем жаратылыста азырақ. Кейбір қарапайым су
өсімдіктерінің панцырі (тас қабығы) негізінде аморфты кремнеземнен
құрылған. Сондай панцырьлардың көп жиылып қалған жерінде терепель, инфузор
топырағы деп аталатын тау жынысының бір түрі пайда болады. Кремний қышқылын
қыздырса, суы ұшып, қалған кремний диоксиді ақ түсті, аморфты, сусылдақ
ұнтаққа айналады.
1.2 Силикагель байланысының құрылысы
Si – О байланысының dπ - Рπ - өзара әсерлесуі себебінен қосымша қатаюы
эксперименттік мәліиеттермен және термиялық есептеулермен дәлелденген.
(P - d)π өзара әсерлесу әсіресе Si – О байланысы еселігін артыруға әкелуі
қажет. Рентген – және электронографиялық зерттеулер Si – О атом аралық
арақашықтық көптеген жағдайларда 1,63 – 1,65 - нан аспайтындығын
көрсетеді. Бұл кремний мен оттегінің коваленттік радиустары қосындысынан да
әжептеуір аз. ИК – спектроскопия мәліметтері бойынша мысалға
гексаметилдисилоксанда байланыс реті 1,25 құрайды. Силоксандық байланыстың
дипольдық моменті мәнінің төмендігі де, Si – О байланысының полярлығын
кемітетін, қосымша (P d)π байланысы екендігінен оңай түсіндіруге
болады. Бұл мына схемада айқын көрінеді
-б +б -б
О – Si + О – Si О –
Si (1.1)
δ + (P + d)π
(1.1) схема, термохимиялық есептеулер, рентгенографиялық мәліметтер
және позитрондардың аннигиляциясын өлшеу нәтижелерінен алынған, кремді
оттегілік тетраэдрлердегі кремнийдің (2) және оттегінің (1-)
эффекттивтік зарядтары мәндерімен дәлелденеді. Полярлығы төмендеу С-О
байланысы энергиямен салыстырғанда Si-О байланыс энергиясы әжептәуір үлкен
(101-118ккалмоль). Бұл қосымша dπ - Рπ - байланысы себепті Si-О
байланысының күшюінен болуы ықтимал. Бұл жерде, 3d – орбитаның диффузиылық
сипатына қарамастан, (Pd)-байланысы түзілуде бірін-бірі жабу
интегралы кремний атомында эффективті өң заряд артуымен өседі. Сол себепті
кремнийдегі электр терісті орын ауыстырғыштар Si-О байланысында dπ - Рπ
-өзара әсерлесуінің күшеюіне әкеледі. [15] жұмыс авторы дисилоксандық
көпірлерде (Pd)-өзара әсерлесудің сандық
О
критериі авторы болып Si Si бұрышы болып табылады деп
ұғынған.
Дисилоксандық топтардағы оттегінің валенттік бұрыштарының өзгерісі
ткралы жан-жақты айтуға болады. Судағы және эфирдегі Sp-гибридтелуден
өзгеше, Si Si көпірлік байланыстар оттегі атомының Sp,
Sp және Sp – гибридтелген күйлерінде пайда болуы мүмкін, яғни
валенттік бұрыштар жуықтап 110, 120 және 180 тең болады.
Бұндай көзқараст алғаш [16] жұмыс авторлары айтқан, кейін [17,15]
жұмыстарда дамытылды, осы жағдайлардың әрқайсысында орбиталар орналасуы
сипаты (1,1 а-суретте) схемасы көрнекі келтірілген [15].
Осы схемадан, оттегінің Sp-гибридизациялынған күйінде, бөлінбеген қос
электрондармен толықтырылған, бірдей екі эквивалентті 2p-орбиталар түзілуі
салдарынан (Pd)-әсерлесуі пайда болуы мүмкін. Бұл орбиталардың
бағыты 3d орбиталармен көрші Si атомының жеткілікті күшті жабылуына жақсы
жағдай
О
туғызады. Басқаша айтқанда, Si Si көпірін түзулейтін
электртерісті немесе көлемдік орын ауыстырғыштар енгізілгенде, екі 2p3d-
орбиталар гибридті жүйесінде оттегінің 2p-электрондарының дисокализациясы
пайда болады, яғни кумулирленген байланыс жүйесі түзіледі. 3d-орбитаның
жоғарфда көрсетілген қасиеті Si-О байланысының жоғары икемділігін
түсіндіруге мүмкіндік береді. Кремнеземдерге тән кристалдық
модификациясының үлкен саны соның салдары болып табылады. Шындығында Si-О
байланысының жоғары икемділігі бір-біріне өзара өту энергиясы аз
SiОтетарэдрлердің түрінің өте көп саны болуына мүмкіндік жасайды.
Қорыта айтқанда кремнеземнің вакантты 3d-орбитасы мен оттегінің
ажырамаған қос 2p-электрондары Si-О байланысының өзіндік қасиеттерін
анықтайды, және осы байланыстарды әртүрлі электрондық әсерлерге күшті
түскен байланыстар ретінде сипаттауға мүмкіндік береді.
Кремнеземнің кәдімгі және коллоидтық түрлері торларының молекулалық
құрылымын үш өлшемді полимер түрінде кескіндеуге болады. Осындай
гетеротізбекті полимердің Si – O байланысы элементар тармағы болып
табылатындықтан кремнеземнің тек көлемдік қасиеттері ғана емес кремнезем
абсорбенттерінің бетінің химиясыда беттік қабаттағы Si – O байланысы
құрылысы мен реакциялық қабілеттілігімен анықталады.
Бұл байланыстардың құрылысы мен қасиеттерінің ерекшеліктерін
талқылауда кремний мен көміртегінің химиясы жалпы айырмашылығын ескеру
қажет. Сондықтан силоксандық байланыстарды қарастырғанда кремний химиясы
негізгі мәселелеріне қысқаша тоқталған жөн.
Өндірілетін кремний қасиеттерінің көптеген ғылыми мақалалар, шолулар
мен монографияларда қарастырылған сәйкес көміртегі қосындыларынан
айырмашылығы бір жағынан Si атомының электрлік терістігі аздығымен, екінші
жағынан оның валенттік қабатында вакантты 3d – орбиталар болуымен
анықталады. Кремнийдің электр терістігі (1,8) көміртегімен салыстырғанда
(2,5) аздығы Si – F, Si – Cl, Si – N, Si – O және т.б. байланыстардың
полярлығы үлкендігін түсіндіруге мүмкіндік береді, сондықтан да оларды
гетеролиттік (иондық) реакцияларда реакциялық қабілеттігі жоғары болады.
Кремнийдің айқын ерекшелігі онда бес 3d – орбита болуында. Оларды
қолданылуының осы элемент химиясы үшін фундаментальді мәні бар. Кремний
түзілуде химиялық байланыстарға 3d – орбиталы қатысуы қосылыстың
төмендегідей қасиеттерін түсіндіреді.
1. Гексафторсиликатты ионда [Si – F6]2- координациондық санның жоғарылығы.
Яғни бұл жерде орбиталдардың 3sp3d және 3sp3d2 гибридизациясы болады.
2. Кремнийдің (Е) элементімен байланысында қайталанымдылықтың жоғарылығы
және дипольдық моменттің төмендігі. Атом аралық қашықтықтың Si – Е
ковалеттік радиустары қосындысымен салыстырғанда кемуінде байқалатын
байланыстың қайталанымдылық сипаты мен дипольдық момент төмендігі, 2р –
орбитальда бөлінбеген қос электрондарды және кремнийдегі бос 3d –
орбиталды қоса Pπ - dπ – байланыс түзілуінен түсіндіріледі. Мұндай
қосымша Si – Е донорлы – акцептралы Pπ - dπ әсерлесуінде σ – байланыс Si
– Е байланыс энергиясы жоғарылығын көрсетеді.
3. Кремний қосылыстарындағы көміртегіге тән Pπ - ρπ байланысының
болмайтындығы. Кремний қосылыстарындағы dπ - Pπ байланыс көміртегі
қосылыстарындағы Pπ - ρπ – байланыстардағыдай роль атқарады деп
есептеуге болады. Дәл осы себепті кремнийдің оттегімен қосылысында Si=0
байланыс болу ықтималдығы аз. Қайталанымды Pπ - ρπ байланысқа қарағанда
қосымша dπ - dπ - Si – Е байланысы айналасында еркін айналуға кедергі
етпейді. Бұл 3d – орбитальдің бұрыштық таралу сипатынан болуы мүмкін.
3. Кремний қышқылын полимерлеуде Si – О байланысы түзілу механизмі
Тек күшті ерітілген ерітінділерде ғана болатын ортакремнийлік қышқыл
Si (OH)4
схемасы бойынша кремнийлік қышқыл түзілуімен полимерлеуге қайымды
(склонна).
Тредвелл және Виланд алғаш рет кремний қышқылының полимерленуге
ыңғайлығы кремнийдің координациялық санын төрттен алтыға дейін, тек фтор
ионына қатысты ғана емес, сонымен бірге гидроксилге қатысты да, көтеруге
қабілеттілігінде деп ұсыныс жасаған. Кейін ол идея Вейль мен Хаузер
кремнийдің координациондық қанығулылығы ортакремний қышқылы молекуласында
кездейсоқ белсенді алты координациондық комплекстер түзілуін болдырады, ал
ол комплекстер молекула ішілік су бөліну реакцияларына ыңғайлы.
H
OH
OH OH
OH OH o
o
3HO Si OH Si
SI Si
OH OH o
o
OH
OH OH
H
Ортакремнийлік қышқылды полимерлеу механизмін түсіндіру мақсатында
оларда амфотерлік қасиеттер пайда болуы мүмкіндіктері немесе оның иондалған
формалары пайда болуы себептерін талқылаусыз ескерілу де ұсынылған. Барлық
ұсынылған полимерлену механизмдері барлық жинақталған экспериментальдық
мәліметтерді сапалық түрде де түсіндіре алмады. Яғни реакция жылдамдығының
рН – қа және кремний қышқылы концентрациясы тәуелділігінің күрделі қисығына
жеткілікті негізделген түсініктеме болмады.
Кремний қышқылының полимерлену механизмін түсіну үшін оның екі жақтылы
табиғатын ескеру қажет болуы мүмкін. Яғни кремний қышқылы бір мезгілде
акцептр де, электрондар доноры да бола алады, бұл Si – О байланысының анте
молекуласындағы құрылысы ерекшелігінен шығады. Si – ОН тобында оттегінің
бір қос электроны (P dπ ) – байланысы түрінде көрінеді. Осы молекула
және - ионы үшін L2,3 – рентгендік флуоресценттік спектр есептеліп, ол
кремнеземнің экспериментальдық спектрімен салыстырылған. Сонда базистік
жиынға 3d – орбитальды қосқанда теориялық спектр мен эксперименттік спектр
ұқсастығы байқалған (1-сурет). Сонымен зерттеу жұмысының [8] нәтижесі
жеткілікті түрде Si – О байланыстырғанда (P d)π - әсерлесудің
әжептеуір екендігін көрсетеді.
1-сурет.
L2,3= флуореценттік рентген спектрлері.
Сонымен қатар, кремний қосылыстары электроакцепторлық қабілеттері
туралы көптеген тәжірибелік мәліметтер жинақталған. Мұнда кремнийді
алмастырғыштардың электр терістілігінің артуы 3d – орбита сығылуы
құбылысынан акцепторлық қабілеттілігі артатығына әкелетіндігін айта кету
қажет.
Кремний қышқылын полимерлеу жылдамдығы болғанда минимал және де
аймағында реакция сутегі және фтор иондарымен үдетіледі, ал
болғанда гидроксил иондарымен үдетіледі. Олай болса күшті қышқылданған
ерітінділер үшін бір басқа, ал әлсіз қышқылданған және екі әр түрлі
полимерлеу механизмін қабылдау керек, яғни және аймақтар үшін.
1.4. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен
құрылымдық өзгерісі
Кремний қос тотығына сәулелендіру әсерін қарастырайық. Кремний
оттегімен өзіне тән Si – О байланыстарымен координациялық саны төртке тең
көптеген SiО2 модификацияларын түзеді.
Әртүрлі α,β – кварцтар 2,65 – 2,53 гсм3 орташа тығыздыққа жатады.
Күделі силикаттарда қарапайым кремний – оттегілік SiО4 тетраэдрі және
күрделі қосарланған, тізбектей қатарласып жинақталған аниондар пайда
болады.
Кристобалыит құрылымы кремнийдің алмазды торынан шығарылады, тек
айырмашылығы кремнийдің екі атомы арасында, сол екі атомды қосатын түзудің
бойында жататын оттегінің бір атомы орналасады. SiО2 басқа кристалдық
модификациясы құрылымын деформацияланған кристобалиттік тор сияқты деп
есептеуге болады. Мысалы, кварцте оттегі атомы Si – О – Si түзуі бойында
жатпайды, ал 1500 бұрыш жасай орналасады. Бұл Si – Si арақашықтығын
кішірейткенімен 1,61 А0 – ге тең Si – О арақашықтығы өзгермейді. Бұл
кристабалиттен кварцке өткенде тығыздықтың артуына әкеледі. Температура мен
сыртқы қысымның артуы эндотермиялық реакция жүруіне және координациялық
саны үлкен, ұзынырақ Si – О байланыстарды, бірақ тығыздығы үлкен
энергетикалық тиімділігі төмен кремний қос тотығы түзілуіне мүмкіндік
береді. Мұндай кремний қос тотығы координациялық саны алтыға жетеді, Si – О
байланысыұзындығы 1,71 А0 – ге тең болады. Кремний қос тотығы модификациясы
өзгергенде фазалық өтуді сәулелендіру арқылы да іске асыруға болады.
SiО2 кристалды емес пленкасына сәулелендірудің әсері мәселесі де
маңызды болып табылады. Кремний қос тотығы пленкасының механикалық
қасиеттерін Р.А.Сислеби мен Р.И.Вильсон [1] жұмыстарында қарастырылған.
Олар кремний монокристалына термиялық тәсілмен өсірілген, арнайы SiО2
көпірін энергиясы 10кэВ электрондармен сәулелендірген. Интерференциялық
картиналарды бақылаудан кремний қос тотығы көпірдегі кернеу шасасын
анықтаған. Пленканы электрондармен сәулелендіру SiО2 пленкасындағы бастапқы
кернеудің төрт есе кемуіне әкелген, бұл аморфты кремний қос тотығы
радиациялық тығыздалуына сәйкес келеді. Қолданылған электрондық
сәулелендіру энергиясы төмен, сондықтан, сәулелендіру атомдары ығыстыра
алмайды. Алайда, үлкен жылдамдықпен келетін электрондар Si – О байланысын
үзуі, торды деформациялануы мүмкін және ол SiО2 пленкасы көлемінің
кішіреюін болдырады.
SiО2 – ң барлық синтетикалық және табиғи түрлерінде әртүрлі металдық
қоспалар мен структуралық бүлінулер болады. Олар электрондар мен
кемтіктерді қағып алып, кварц пен шыныларда бояулы локальдық центрлер
түзіледі. Мұндай центрлер сыртқы әсер ету кезінде кристалды өсіруде де
пайда болуы мүмкін, мысалы: термохимиялық, электрлік өңдеуде, радиация
әсерінен механикалық деформацияланғанда.
[2] жұмыста 4 – 100кэВ энергия аймағында аморфты SiО2 – дағы Kr мен Xe
иондарының жүріс жолы ион шамасы артуымен кемитіндігін көрсетеді. Бұл
нәтижелер Р.И.Келли [3] эксперименттік мәліметтеріне сәйкес келеді.
Кристалдық кварцты нейтронмен сәулелендіргендегі нүктелік дефектілерді
теориялық есептеу жұмысын А.А.Мясников пен Д.В.Позднев [4] жүргізген.
Есептеу нәтижесінде дефекті түзілудің түсірілген нейтрондар энергиясына
тәуелділігі монотонды сипатта еместігі анықталған. Дефекті түзілу
қисығындағы үшкір оттегі атомдарымен резанансты шашыраудан болады.
Энергиялары 0,3 – ден – 6,0 МэВ дейінгі нейтрондармен сәулелендірілген
кристалдық кварцтың қасиеттерін зерттеу интенсивті соққылау үлгінің
кристалдық торын бұзатындығын көрсетті. Сонымен қатар кварц тығыздығы 15% -
ға азаяды. Тығыздықтың азаюынан кварц кристалдық торы бұзылады да, ол
аморфизацияланады. Соңында шыны тәрізді кремнезем тығыздығы мәнінен
тығыздығы 3% артық шыны тәрізді кварц алынады.
Тридмит пен кристобалитті реакторда сәулелендіру олардың структурасын
өзгерту және тығыздығын азайту қасиеттерге ие және де сәулелендірілген
кварц күйіне ұмытылатындығын көрсетті. Коэситті реактордың активті
аймағында сәулелендіруде металикті фазаға өту байқалмаған. Коэситтің
салыстырмалы радиациялық орнықтылығы Si – О байланысы беріктілігі мен
коэсит структурасы тығыздығы жоғарылығынан болуы мүмкін. Кварятың
сәулелендірілген үлгілерін қыздыру материалдың бастапқы күйін қалпына
келтіру.
Кварц пластинкаларының пьезоэлектрлік қасиеттерін бақылау және
сәулелендірудің әртүрлі түрлерін салыстыру, үлгілерді нейтрондар, протондар
және α – бөлшектермен атқылау кварцтың пьезоэлектрлік қасиеттерін
өзгертетінін көрсетті, ал рентгендік гамма және электрондық сәулелендәру
пьезоэлементтердің меншікті жиіліктерін айтарлықтай өзгертпейді.
Авторлардың ойынша бұл ауыр бөлшектер кристалдарда тек иондалу құбылысын
ғана бодырып қоймай, сонымен бірге кристалдық торды бұзатындығынан дейді.
Яғни үлгі әлі металикті күйге өтпейтін, соғылатын бөлшектердің аз
интегралдық ағыны болғанда амофизделінген кварцта субмикроскопиялық
аймақтар пайда болады.
Балқыған кварцты сәулелендіру оның тығыздығын 2-3% - ға арттырады да
тығыздығы кристалданған кварцтікіне жақындайды.
Прийман зерттеу жұмыстарында балқыған кварцтың тығыздығының осындай
өзгерісі нейтрондар, протондар, электрондармен сәулелендіргенде және
сонымен қатар Р+, Не+ жеңіл иондарымен де атқылағанда байқалған.
Прийман [5] зерттеулеріне сәйкес бұл құбылыстарда тек термиялық
үшкірлер ғана емес, сонымен бірге
байланыстары үзілуі де роль атқарады.
Пайда болатын ақаулар кристал торларындағы кәдімгі нүктелік ақаулар
емес, себебі атомдар ығысуы болмайды. Байланыстар үзілуінен шыны тәрізді
кварцтарда тор бүлінуі материал структурасындағы туындаған бағыттар
есебінен парамагниттік центрлер пайда болуымен қатар жүреді. Егер шыны
тәрізді кварцты, бірнеше Si және О атомдарынан тұратын SiО42 сақинасы
структуралық бірлік ретінде болатын, тор түрінде болады десек, онда [4] –
ке сәйкес сәулелендіру кремний мен оттегі иондары аз үлкен сақиналардың
құрамында бүлінуіне әкеледі. Бұл балқыған кварц тығыздығын арттырады. Шыны
тәрізді кремнеземнің структурасының мұндай өзгерісі материалдың
микропластикалығының артуымен қатар жүреді. Қарастырылып отырған шаманы
қайта қалпына келтіруді бақылауда радиациялық бүлінуді термиялық қыздыру
процесі 1,5 – 4,3 эВ активация энергиясы мен сипатталады, ал жиілік факторы
шамамен 1014с-1 – ге жетеді. Жиілік факторының мәнінің жоғарылығы қалына
келтіру процесі, бастапқы байланыстарды қалпына келтірген, кремне – оттегі
тетраэдрлерінің бұрылуымен байланыстылығын көрсетеді.
[6] жұмыста кварцтегі радиациялық бүлінулердің реакторлық сәулеленудің
1*1018 – нан 2*1020 нейтронсм2*с дозаларындағы дозалық тәуелділігі
қарастырылған. Реакторлық сәулеленудің 4*1019 нсм2*с дозасында α – кварц
гексогоналдық β – модификацияға өтеді. Гексагональдыққа өту 1*1020 нсм2
реакторлық сәулелену дозасына дейін жалғасады.
[7] жұмыста микроқаттылық әдісінің артықшылықтары айтылған. Осындай
әдіспен диффузияланатын заттар атомдары концентрациясы анықталған:
микроқаттылықтың сәйкес бірдей мәндері салыстырылған және диффузияланатын
қоспаның концентрациялық қисығы алынған. Осы қисық бойынша шекара бойымен
диффузия коэффициенті есептелген.
[8 - 11] зерттеу жұмыстарында Si, SiС, SiО2 материалдарының
микроқаттылығын нейтрондармен сәулелендіргенде анықталған. Алғашында
микроқаттылық сәулелендіру дозасы артуымен тез артады да, кейін қанығуға
өтеді. Сонымен қатар микроқаттылық сәулелендіру температурасы мен қоспа
элементі түріне де күшті тәуелді.
α – кварцте реакторлық сәулелендіру әсерінен фазаық түрленуді [6, 12]
зерттеу жоғары температуралық β – кварц фазасы түзілетіндігін дәлелдейді.
Нейтрондар дозасы 5*1019 Н*см -2 – артқанда радиациялық жарықтар саны арта
бастайды және α – кварц біртектілігі бұзылады. Бұл процес [13] жұмыста
рентген сәулелері дифракциясы әдісімен зерттелген және аморфтану үлесі
нейтрондар ағынына тәуелділігі анықталған.
α – кварцтегі радиациялық эффектілер [14] жұмыста рентген сәулелері
дифракциясы әдісімен зерттелген.
Қазіргі кезеңге дейін белгілі бір көлемде әртүрлі металдық қоспалы
кремний мен кварцтың радиацонды – ұмтылдырылған диффузиясы зерттелген.
Аморфты кремний қос тотығы радиацияның ұмтылдырылған диффузиясын зерттеу
жұмыстары мүлдем жоқ деуге болады. Кремний қос тотығы радиациялы –
ұмтылдырылған адсорбциясы нейтрондар ағыны салыстырмалы алғанда өте аз
болғанда зерттелген.
Кремний қос тотығына нейтрондармен әсер еткенде болатын құбылыстарды
анықтау үшін және оның негізгі қасиеттері өзрерісі заңдылықтары мен
радиациялық әсер ету көмегімен осы қасиеттерді белгілі бір бағытта өзгерту
мүмкіндіктерін анықтау үшін төмендегідей зерттеулер жүргізу қажеттігі
туындайды:
- аморфты кремний қос тотығының негізгі қасиеттеріне
нейтрондардың интегралдық ағынының кең (1013 – 2*1020нсм)
интервалындағы әсерін зерттеу.
- структуралық ерекшеліктер мен микроқаттылықтың радиациялы –
ұмтылдырушы өзгерісінде қоспа ролін зерттеу.
II. Дифракциялық құрылымдық зертеу әдістері
1. Рентгендік дифракциялық зертеулердің дифракциялық эксперименттік
әдістері, классификациясы
Құрылымдық зертеулердің эксперименттік әдістерінің даму бағыттары
М.Лауэ, В.Л.Брегг, П.Дебай және басқа зерттеушілердің алғашғы еңбектерінде
айтылған. Дегенмен қатты дене физикасының бұл бөлімі үздіксіз дамуда және
жетілдірілуде.
Рентгенографияның эксперименттік әдістерін классификациялау негізіне
дифракциялық спектрді тіркеу тәсілі (фотографиялық немесе иондалу), немесе
зерттелінуші объектінің агрегаттық күйін жатқызуға болады. Рентген
сәулелерінің дифракциясы мәселесіне бірден-бір физикалық әдіс болғанына
қарамастан, әртүрлі объектілерді экспериментальдық зерттеулердің әртүрлі
ерекшеліктері бар және рентгенструктуралық анализдің арнайы бөлімдерінің
пайда болуына әкеледі.
Рентген дифракциялық зертеулерді кәдімгі жағдайда да (бөлме
температурасы, атмосфералық қысым), жасалынуына арнайы қосымша жабдықтау
мен қондырғы қажет болатын, ерекше жағдайларда да жүргізуге болады.
Ерекше жағдай деп төменгі немесе жоғарғы температура, вакуум немесе
жоғарғы қысым, магнит немесе электр өрісі және т.с.с. түсінеді.
Дифракциялық спектрді тіркеу фотографиялық немесе ионизациялық
әдістің, фотографиялыққа қарағанда артықшылығы көп деп есептелініп келген.
Практика фотографиялық әдістің де өзіндік артықшылықтары бар екендігін
көрсетті. Мысалға құралдың қарапайымдылығы мен сенімділігі, бірмезгілде
барлық дифракциялық спектрді немесе оның көп бөлігін бірден жазып алуға
мүмкіндігінде. Осы екі дифракциялық картинаны тіркеу әдісінің қай-
қайсысының да жетістігі мен кемшілігі бар. Зерттеу жұмысы практикасында екі
әдістің де меңгеру және белгілі жағдай үшін тиімдісін қолдана білуі керек.
Қазіргі кезде дифракциялық спектрдің әртүрлі нүктелерін бір мезгілде
тіркеуге мүмкіндік беретін бір және екі өлшемді есептегіштер көмегімен
дифракциялық картинаны тіркейтін дифрактометрлер жасалынған. Дифракциялық
әдістермен кристал құрылымын эксперименталдық зерттеунегізіне шашыраған
сәуленің интенсивтілігінің J(H) функционалдық тәуелділігін алу жатады.
Дифракциялық картина үлгіден шашыраған рентген сәулесінің кеңістіктік
таралуы болып таралады және кристалды қоршаған кеңістіктің әрбір
нүктесіндегі шашыраған сәуле интенсивтілігін көрсету әдісімен сипатталады.
2. Қарапайым жағдайларда рентгендік дифракциялық зерттеулер
құралдары
1) Рентген сәулесі көздері. Рентген сәулесі көздері ретінде ең көп
таралған – рентген түтігі. Рентген – құрылымдық анализде әртүрлі рентген-
оптикалық схемалар қолданылады, сондықтан (формасы) пішіні мен өлшемі
әртүрлі фокусты рентген түтіктері қажет.
Рентген түтіктері жоғарғы кернеулік генераторлық құрылғылар көмегімен
қоректендіріледі. Барлық дифракциялық картина бір мезгілде және ұзақ уақыт
бойы тіркеледі, ал фотопленка сәуле интенсивтілігінің барлық тербелісін
орташалайды.
Дифрактометрлік зерттеулерде дифракциялық картина нүктеден нүктеге
тізбектеліп тіркеледі, сондықтан бұндай жағдайларда рентген сәулесінің
жоғары дәрежеде тұрақтылығы талап етіледі. Көпшілік жағдайда генераторлық
құрылғыға берілетін кернеу, сонымен қатар рентген түтігінен өтетін ток
тұрақтандырылады.
Дифракциялық картинаны тіркеуші детекторларретінде рентгендік
пленкалар мен есептегіштер (гейгер, сцентилляциялық) қолданылады.
Интенсивтілігі үлкен, жоғары дәрежеде тұрақтандырылған рентген
сәулесін генерациялау үшін, айналмалы анодты рентген түтігі орнатылған АРТВ-
5,0 рентген аппараты қолданылады. АРТВ-5,0 аппараты құрамына рентген
түтігін вертикаль немесе горизонталь орналастыруға мүмкіндік беретін үстел,
суыту құрылғысы және жоғарғы кернеулік қоректендіру көзі кіреді. АРТВ-5,0
аппараты әртүрлі рентген камераларында фотографиялық әдістермен
дифрактометрлер көмегімен ионизациялық әдістермен құрылымдық зерттеулер
жүргізуге мүмкіндік береді.
2) Рентген камерасы.
Дебай-Шерер әдісімен поликристалдарды рентгенографиялық зерттеулер
үшін ең көп таралған камера РКД-57 камерасы. Ол поликристалдың құрылымын
зерттеу үшін, үлгілерде фазалық анализ жүргізу, кристалдардың элементар
ұяшықтарының өлшемдерін анықтау үшін қолданылады. Дифракциялық картинаны
тіркеу есептік диаметрі 57,3 мм цилиндрлік пленкада 40-840 бұрыштық
интервалында тіркеледі.
Поликристалдармен жұмыс істеуге поликристалдар түсіру үшін камер-
монхрометр сияқты күрделі камералар конструкциясымен жасалынған.
Монокристалдарды зерттеу арнайы рентгендік камераларда жүргізіледі,
сонымен бірге олардың көпшілігін поликристалдардызерттеу үшін тиімді
пайдалануға болады.
Рентген камераларда монокристалдарды центрлеу және үйлестіру арнайы
гониометрлік құрылғымен жасалынады. Ол монокристалды өзара перпендикуляр
екі бағытта қозғалуына және оның көлбеулігінің екі өзара перпендикуляр
осьтерге қтысты өзгеруге мүмкіндік береді.
3) Рентгендік дифрактометрлер.
Ионизациялық әдісте дифракциялық картинаны тіркеу иондаушы сәуле
есептегіші көмегімен қажетті бұрыштық интервалда нүктеден-нүктеге біртіндеп
жасалады. Бұл рентген сәулесі көзінің және барлық жүйенің түгелдей
орнықтылығына жоғары талапты қажет етеді. Дифрактометрлік құралдарда
күрделі электрондық құрылғының болуы рентгендік құралды біршама
күрделендіреді және оның бағасын фотографиялық тіркеуші рентгендік
камералар бағасымен салыстырғанда бірнеше есе қымбыттатады. Қазіргі кезде
рентген құрылымдық зерттеулерде рентгендік дифрактометрдің құрамдас бөлігі
болып табылатын ЭЕМ кеңінен қолданылады.
ДРОН-2,0 рентгендік дифрактометр жалпы рентгенструктуралық анализ
жүргізу үшін арналған, сонымен бірге поликристалдар, монокристалдардың
пластикалар түрінде қиындықтарын зерттеу үшін де қолданылады.
ДРОН-2,0 күрделі құрал. Оның құрамына жоғарғы кернеулі қоректендіру
көзі ВНП, дифрактометрлік бағана, ГУР гонометр, ақпараттар шығарылатын
қондырғы, электронды есептегіш қондырғы және автоматты басқару блогі
кіреді.
Қазіргі кездегі дифрактометрдің негізгі бөлігі дифракция бұрышын
ионизация әдісімен өлшеуге арналған, күрделі оптико-механикалық құрал болып
табылатын, рентгендік гониометрлік құрылғы (гонометр). Барлық
дифрактометрлік өлшеулер дәлдігі гониметр дифракция бұрышын қаншалықты дәл
өлшейтіндігіне байланысты. Отандық дифрактометрлерде бұрыштарды өлшеу
дәлдігі ±0,005 дифракциялық спектрді -90÷+164 бұрыштық интервалда тіркеуді
қамтамасыз ететін ГУР-5 ганиометрі қолданылады. Гониометр оперативтік
үстелге рентген сәулесі көзіне қатысты өте дәл белгіленген орынға
орнатылады. Арнайы тұтқа көмегімен үлгі мен есептегіш бұрыштық орнын,
арнауы шкала бойынша бұрыштық бұрылуын бақылай отырып, бір-біріне
байланыссыз немесе бір-бірмен байланысқан күйде керекті бұрыштық интервалда
өзгертуге болады. Дифракциялық спектрді жазу электронды потенциометр
диаграммалық лентасына немесе цифр жазушы құрылғы көмегімен жазылады. Бір
жазу әдісінен екіншісіне өту арнайы ажыратып қосқыш көмегімен жүзеге
асырылады.
ДРОН-2,0 дифрактометрінде рентген сәулесі көзі ретінде БСВ-8М және БСВ-
10М рентген түтігі пайдаланылады. БСВ-8М мыс анодты түтігінің максимал
қуаты 2кВт құрайды.
ДРОН-2,0 дифрактометрінің эксперименттік мүмкіндігін ГУР-5 рентген
гониометріне орналастыруға болатын, әртүрлі қосымша құралдар көмегімен
әжептеуір кеңейтуге болады. Бұл жеткілікті ірі үлгілердегі зерттеуге
мүмкіндік береді. Қосымша бөлім – гониометрлік аз бұрыштық құрылғы ГМУ –
пленкалар, пластинкалар мен талшықтарда аз бұрыштық рентгендік зерттеу
жүргізуді қамтамасыз етеді. Ол ГУР-5 гонтометрі есептегіш саңылауына
фокусталған, интенсивті монохромат рентген сәулесі шоғын беретін,
ассиметриялы фокустаушы кварцтық монохроматтар.
Аз бұрышты ГМУ құрылғысы ДРОН-2 дифрактометрінде дифракциялық спектрді
өлшеу 15-тан 1000 дейінгі бұрыштық интервалда 2υ масштабынан жүргізіледі.
Сонымен әртүрлі көмекші құрылғылары бар ДРОН-2,0 дифрактометрі қатты
дене құрылымдық функциясының көптеген есептерін шешуге мүмкіндік береді.
3. Зерттеу материалдарына сипаттама
Силикагель
Силикагель дегеніміз PH5-6 болғанда кремний қышқылы (nSiO2*mH2O)
қаныққан ерітіндісінен түзілген кептірілген гель. Қатты гидрофильді
сорбент.
Силикагель сілтілік металдардың ерітінділерінен қашқалдандырғанда
түзілген гельді одан әрі жуып-шаю және кептіру арқылы алынады.
Силикагельдің бір-бірінен 0,5нм қашықтықта орналасқан SiOH топтарынан
тұратын бетінің ауданы үлкен (500м21г). Бұл топтар белсенді центрлі болып
табылады және берілген силикагель белсенділігі бұндай центрлер
белсенділіктері мен санына тәуелді. Белсенді адсорбентте, яғни оның бетінде
адсорбиленген судан ажыраған, көптеген центрлер белсенді болады. Бұндай
белсенділіру гельді 150-2000С дейін қыздырғанда болады.
Жоғарырақ 200-4000С температура интервалында қыздырғанда су ыдырағанда
болатын Si-O байланысы түзілуі нәтижесінде белсенділік жойылады. Бірақ бұл
кезең қайтымды. 4000С жоғары температурада қыздырғанда силикагель беті
өлшемі қайтымсыз кішірейеді.
Белсенді центрлер полярлы еріген заттармен негізінен сутегілік
байланыстар есебінен әсерлеседі.
Тауарлық силикагельді өлшемі 5÷7 – ден 10-2 мм-ге дейін дән немесе шар
тәрізді түйіршіктер түрінде шығарады. Силикагельдің әртүрлі маркаларының
тесіктерінің орташа эффективтік диаметрі және меншікті бетінің ауданы
102-103м2г.
Силикагельдің хромотографияда адсорбент ретінде, су булары мен
органикалық еріткіштерді сіңіруші ретінде (кептіргіштер) және полярлы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
I. Si – O байланысының құрылысы, қасиеттері және түзілу механизмі.
1.1. Силикагель байланысының құрылысы.
1.2. Кремний қышқылын полимерлеуде Si – О байланысы түзілу механизмі.
1.3. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен
құрылымдық өзгерісі.
1.4. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен құрылымдық өзгерісі
II. Дифракциялық құрылымдық зерттеу әдістері
3.1. Рентгендік дифракциялық зерттелердің дифракциялық эксперименттік
әдістері, классификациясы.
3.2. Қарапайым жағдайларда рентгендік дифракциялық зерттеулер құралдары.
3.3. Зерттеу материалдарына сипаттама
III. Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген
құрылымдық анализ әдісімен анықтау
3.1. Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген
құрылымдық анализ әдісімен анықтау.
3.2.Кремний қос тотығының температураға байланысты микроқаттылығын анықтау.
3.3.Бастапқы және қоспа ендірілген кремний қос тотығының температураға
байланысты түсінің өзгеруі.
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер
Кіріспе
Атомдық өндірістің дамуына байланысты баса аударылып отырған назар
органикалық сорбенттер ішінде силикагель ерекше орын алады.
Кәдімгі органикалық иониттермен салыстырғанда органикалық емес
сорбенттердің радиацонды – химиялық және термиялық орнықтылығы жоғары,
сондықтан оларды радтохимиялық өндірістерде жоғары белсенді ерітінділерді
қайта өңдеу үшін қолдану өте тиімді. Органикалық емес ион алмастырғыш
материалдардың қолданысы олардың минералды қышқылдарда химиялық орнықтылығы
жеткіліксіздігінен шектеулі.
Абсорбенттер мен катализаторларды қолданылуымен байланысты ғылым мен
техника дамуына орай олардың қасиеттеріне қатаң талап қойылады. Сондықтан
алдын – ала берілген қасиеттерімен материалдар жасау, соның ішінде
силикагельдерді жасау өзекті мәселе болып табылады.
Si – O байланысының құрылысы физика – химиялық қасиеттерінің
ерекшеліктері, кремний атомдарында 3d – орбитадан төмен орналасқан
ваканттық орындар және оттегінің бөлінбеген қос 2р – электрондары болуынан.
Бұл ерекшеліктер жан – жақты зерттелген, дегенмен, кремнеземдердің беттік
химиясы жүйелі зерттелген.
Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Қазіргі кезде заттардың беттік
қабаттарында сәулелендіру және қыздыру әсерінен болып жатқан процестерді
зерттеуге баса назар аудардарылады. Материалдың структурасы туралы
мәліметтер алу радиациялық физиканың ең өзекті және жеткілікті терең
зерттелмеген мәселесі болып табылады.
Заттардың структурасының сәулелендіру және температура әсерімен
өзгерісі атомдардың орын ауыстыруы мен кристалл торы структурасында ақаулар
түзілуіне байланысты. Радиация кезінде кристалдың қайтадан құрылуы
кристалдық матералдарда төмен температурада әртүрлі физико – химиялық
процестер өтуіне байланысты болуы мүмкін. Сондықтан заттардың яғни кремний
және кварцтың структурасының термиялық өңдеу және сәулелендірудегі
өзгерісі өте өзекті мәселе болып табылады.
Силикагель мен кварцтың структурасының температураға байланысты
өзгеруіне әкелетін физикалық процестерді түсіну қазіргі кездегі ғылым мен
техниканың практикалық сұранысынан туындайды.
Жұмыстың мақсаты. Қыздыру температурасына байланысты силикагельдің
беттік және көлемдік қабаттарында болатын құбылыстарды зерттеу және онда
болып жатқан термиялық құбылыстардың физикалық табиғатын түсіндіру үшін
қажетті мәліметтерді алу.
I. БӨЛІМ. Si – O байланысының құрылысы, қасиеттері және түзілу
механизмі
1.1 Кремний. Кремнийдің оттекті қосылыстары
Төртінші негізгі топтың көміртектен соңғы келесі элементі кремний.
Кремний, жаратылыста таралуы жағынан салмақ проценті бойынша оттектен кейін
екінші орын алады. Көміртек органикалық заттардың құрамындағы негізгі
элемент болатын болса, кремний жер қыртысын түзетін минералдық заттардың
құрамындағы негізгі элемент. Крений жаратылыста қосылыстар түрінде ғана
болады; ол қосылыстары: кремний диоксиді SiO (кварц, құм), жер
қыртысының негізгі массасы силикатты жыныстар)далалық шпат, слбда, каолин
т. б.). Кремнийдің тұрақты үш изотопы бар: 28Si (92.72%), 29 Si (4.68%), 30
Si (3.05%).
Кремнийді алу үшін, ақ қиыршық ұсақ құмды магниймен араластырып
қыздырады:
SiO2 + 2Mg=2MgO+Si ΔH0= - 372 кДжмоль
Кремнийді MgO және реакцияласпай қалған SiO2-ден тазарту үшін,
реакциядан шыққан массаны тұз қышқылымен және фторсутек қышқылымен
әрекеттейді. Магнийдің орнына тотықсыздандырғыш ретінде алюминий, көміртек
(техникада) алуға болады.
Мұнда шығатын аморфты кремний, сұр түсті ұнтақ зат, тығыздығы 2,35
гсм-ке жуық. Кремнийді балқыған металда ерітіп қайта кристалдауға
болады. Онда кристалдық кремний түзіледі: бұл болат сияқты сұр, металдық
жылтыры бар, қатты кристалдық зат, тығыздығы 2,4гсм3.
Кремнийдің сыртқы электрондық құрылысы 3s2 2p3, оның атомында sp3 -
гибридизация болады. Ол оған үш өлшемді, алмаз тәрізді тұрақты құрылымы
тән.
Кремнийдің көп кездесетін, әрі өте тұрақты қосылысы оның диоксиді
SiO2, оның элементтерден түзілуі оңай, әрі көп жылу бөліп шығаратын
реакциялар қатарына жатады:
Si+O= SiO ΔH=-
848.5 кДжмоль
Кремний диоксиді – түссіз қатты зат, =1713С.
Кремнийдің диоксиді – кремний ангидриді және кремнезем деп те
аталады; бұл жаратылыста көп кездесетін зат, дербес күйінің өзі жер қыртысы
массасының жартысынан артығы кремний диоксиді үлесіне келеді. Кремнезем
кристалдық және аморфты күйде болады.
Кристалдық кремнеземнің маңыздысы кварц мдеген минерал, ол түссіз,
мөлдір алты қырлы призма, ұшы алты қырлы пирамида болып бітетін кристалдар,
оны тау хрусталі деп атайды. Тау хрусталі түрлі тұздар араласуынан түсі
өзгереді, оның жасылдауын-аметист, күңгірттеуін түтінді (дымчатый) топаз
дейді. Кварцтың өте ұсақ кристалды түрін агат, яшма деп атайды.
Кәдімгі құм да кварц. Ақ қиыршық құм таза кварц, бірақ тұрлі
қоспалардың (көбінесе темір тұздарының) араласқанынан түсі өзгеріп сары
құм, қызыл құм, қара құм деп аталады.
Аморфты кремнезем жаратылыста азырақ. Кейбір қарапайым су
өсімдіктерінің панцырі (тас қабығы) негізінде аморфты кремнеземнен
құрылған. Сондай панцырьлардың көп жиылып қалған жерінде терепель, инфузор
топырағы деп аталатын тау жынысының бір түрі пайда болады. Кремний қышқылын
қыздырса, суы ұшып, қалған кремний диоксиді ақ түсті, аморфты, сусылдақ
ұнтаққа айналады.
1.2 Силикагель байланысының құрылысы
Si – О байланысының dπ - Рπ - өзара әсерлесуі себебінен қосымша қатаюы
эксперименттік мәліиеттермен және термиялық есептеулермен дәлелденген.
(P - d)π өзара әсерлесу әсіресе Si – О байланысы еселігін артыруға әкелуі
қажет. Рентген – және электронографиялық зерттеулер Si – О атом аралық
арақашықтық көптеген жағдайларда 1,63 – 1,65 - нан аспайтындығын
көрсетеді. Бұл кремний мен оттегінің коваленттік радиустары қосындысынан да
әжептеуір аз. ИК – спектроскопия мәліметтері бойынша мысалға
гексаметилдисилоксанда байланыс реті 1,25 құрайды. Силоксандық байланыстың
дипольдық моменті мәнінің төмендігі де, Si – О байланысының полярлығын
кемітетін, қосымша (P d)π байланысы екендігінен оңай түсіндіруге
болады. Бұл мына схемада айқын көрінеді
-б +б -б
О – Si + О – Si О –
Si (1.1)
δ + (P + d)π
(1.1) схема, термохимиялық есептеулер, рентгенографиялық мәліметтер
және позитрондардың аннигиляциясын өлшеу нәтижелерінен алынған, кремді
оттегілік тетраэдрлердегі кремнийдің (2) және оттегінің (1-)
эффекттивтік зарядтары мәндерімен дәлелденеді. Полярлығы төмендеу С-О
байланысы энергиямен салыстырғанда Si-О байланыс энергиясы әжептәуір үлкен
(101-118ккалмоль). Бұл қосымша dπ - Рπ - байланысы себепті Si-О
байланысының күшюінен болуы ықтимал. Бұл жерде, 3d – орбитаның диффузиылық
сипатына қарамастан, (Pd)-байланысы түзілуде бірін-бірі жабу
интегралы кремний атомында эффективті өң заряд артуымен өседі. Сол себепті
кремнийдегі электр терісті орын ауыстырғыштар Si-О байланысында dπ - Рπ
-өзара әсерлесуінің күшеюіне әкеледі. [15] жұмыс авторы дисилоксандық
көпірлерде (Pd)-өзара әсерлесудің сандық
О
критериі авторы болып Si Si бұрышы болып табылады деп
ұғынған.
Дисилоксандық топтардағы оттегінің валенттік бұрыштарының өзгерісі
ткралы жан-жақты айтуға болады. Судағы және эфирдегі Sp-гибридтелуден
өзгеше, Si Si көпірлік байланыстар оттегі атомының Sp,
Sp және Sp – гибридтелген күйлерінде пайда болуы мүмкін, яғни
валенттік бұрыштар жуықтап 110, 120 және 180 тең болады.
Бұндай көзқараст алғаш [16] жұмыс авторлары айтқан, кейін [17,15]
жұмыстарда дамытылды, осы жағдайлардың әрқайсысында орбиталар орналасуы
сипаты (1,1 а-суретте) схемасы көрнекі келтірілген [15].
Осы схемадан, оттегінің Sp-гибридизациялынған күйінде, бөлінбеген қос
электрондармен толықтырылған, бірдей екі эквивалентті 2p-орбиталар түзілуі
салдарынан (Pd)-әсерлесуі пайда болуы мүмкін. Бұл орбиталардың
бағыты 3d орбиталармен көрші Si атомының жеткілікті күшті жабылуына жақсы
жағдай
О
туғызады. Басқаша айтқанда, Si Si көпірін түзулейтін
электртерісті немесе көлемдік орын ауыстырғыштар енгізілгенде, екі 2p3d-
орбиталар гибридті жүйесінде оттегінің 2p-электрондарының дисокализациясы
пайда болады, яғни кумулирленген байланыс жүйесі түзіледі. 3d-орбитаның
жоғарфда көрсетілген қасиеті Si-О байланысының жоғары икемділігін
түсіндіруге мүмкіндік береді. Кремнеземдерге тән кристалдық
модификациясының үлкен саны соның салдары болып табылады. Шындығында Si-О
байланысының жоғары икемділігі бір-біріне өзара өту энергиясы аз
SiОтетарэдрлердің түрінің өте көп саны болуына мүмкіндік жасайды.
Қорыта айтқанда кремнеземнің вакантты 3d-орбитасы мен оттегінің
ажырамаған қос 2p-электрондары Si-О байланысының өзіндік қасиеттерін
анықтайды, және осы байланыстарды әртүрлі электрондық әсерлерге күшті
түскен байланыстар ретінде сипаттауға мүмкіндік береді.
Кремнеземнің кәдімгі және коллоидтық түрлері торларының молекулалық
құрылымын үш өлшемді полимер түрінде кескіндеуге болады. Осындай
гетеротізбекті полимердің Si – O байланысы элементар тармағы болып
табылатындықтан кремнеземнің тек көлемдік қасиеттері ғана емес кремнезем
абсорбенттерінің бетінің химиясыда беттік қабаттағы Si – O байланысы
құрылысы мен реакциялық қабілеттілігімен анықталады.
Бұл байланыстардың құрылысы мен қасиеттерінің ерекшеліктерін
талқылауда кремний мен көміртегінің химиясы жалпы айырмашылығын ескеру
қажет. Сондықтан силоксандық байланыстарды қарастырғанда кремний химиясы
негізгі мәселелеріне қысқаша тоқталған жөн.
Өндірілетін кремний қасиеттерінің көптеген ғылыми мақалалар, шолулар
мен монографияларда қарастырылған сәйкес көміртегі қосындыларынан
айырмашылығы бір жағынан Si атомының электрлік терістігі аздығымен, екінші
жағынан оның валенттік қабатында вакантты 3d – орбиталар болуымен
анықталады. Кремнийдің электр терістігі (1,8) көміртегімен салыстырғанда
(2,5) аздығы Si – F, Si – Cl, Si – N, Si – O және т.б. байланыстардың
полярлығы үлкендігін түсіндіруге мүмкіндік береді, сондықтан да оларды
гетеролиттік (иондық) реакцияларда реакциялық қабілеттігі жоғары болады.
Кремнийдің айқын ерекшелігі онда бес 3d – орбита болуында. Оларды
қолданылуының осы элемент химиясы үшін фундаментальді мәні бар. Кремний
түзілуде химиялық байланыстарға 3d – орбиталы қатысуы қосылыстың
төмендегідей қасиеттерін түсіндіреді.
1. Гексафторсиликатты ионда [Si – F6]2- координациондық санның жоғарылығы.
Яғни бұл жерде орбиталдардың 3sp3d және 3sp3d2 гибридизациясы болады.
2. Кремнийдің (Е) элементімен байланысында қайталанымдылықтың жоғарылығы
және дипольдық моменттің төмендігі. Атом аралық қашықтықтың Si – Е
ковалеттік радиустары қосындысымен салыстырғанда кемуінде байқалатын
байланыстың қайталанымдылық сипаты мен дипольдық момент төмендігі, 2р –
орбитальда бөлінбеген қос электрондарды және кремнийдегі бос 3d –
орбиталды қоса Pπ - dπ – байланыс түзілуінен түсіндіріледі. Мұндай
қосымша Si – Е донорлы – акцептралы Pπ - dπ әсерлесуінде σ – байланыс Si
– Е байланыс энергиясы жоғарылығын көрсетеді.
3. Кремний қосылыстарындағы көміртегіге тән Pπ - ρπ байланысының
болмайтындығы. Кремний қосылыстарындағы dπ - Pπ байланыс көміртегі
қосылыстарындағы Pπ - ρπ – байланыстардағыдай роль атқарады деп
есептеуге болады. Дәл осы себепті кремнийдің оттегімен қосылысында Si=0
байланыс болу ықтималдығы аз. Қайталанымды Pπ - ρπ байланысқа қарағанда
қосымша dπ - dπ - Si – Е байланысы айналасында еркін айналуға кедергі
етпейді. Бұл 3d – орбитальдің бұрыштық таралу сипатынан болуы мүмкін.
3. Кремний қышқылын полимерлеуде Si – О байланысы түзілу механизмі
Тек күшті ерітілген ерітінділерде ғана болатын ортакремнийлік қышқыл
Si (OH)4
схемасы бойынша кремнийлік қышқыл түзілуімен полимерлеуге қайымды
(склонна).
Тредвелл және Виланд алғаш рет кремний қышқылының полимерленуге
ыңғайлығы кремнийдің координациялық санын төрттен алтыға дейін, тек фтор
ионына қатысты ғана емес, сонымен бірге гидроксилге қатысты да, көтеруге
қабілеттілігінде деп ұсыныс жасаған. Кейін ол идея Вейль мен Хаузер
кремнийдің координациондық қанығулылығы ортакремний қышқылы молекуласында
кездейсоқ белсенді алты координациондық комплекстер түзілуін болдырады, ал
ол комплекстер молекула ішілік су бөліну реакцияларына ыңғайлы.
H
OH
OH OH
OH OH o
o
3HO Si OH Si
SI Si
OH OH o
o
OH
OH OH
H
Ортакремнийлік қышқылды полимерлеу механизмін түсіндіру мақсатында
оларда амфотерлік қасиеттер пайда болуы мүмкіндіктері немесе оның иондалған
формалары пайда болуы себептерін талқылаусыз ескерілу де ұсынылған. Барлық
ұсынылған полимерлену механизмдері барлық жинақталған экспериментальдық
мәліметтерді сапалық түрде де түсіндіре алмады. Яғни реакция жылдамдығының
рН – қа және кремний қышқылы концентрациясы тәуелділігінің күрделі қисығына
жеткілікті негізделген түсініктеме болмады.
Кремний қышқылының полимерлену механизмін түсіну үшін оның екі жақтылы
табиғатын ескеру қажет болуы мүмкін. Яғни кремний қышқылы бір мезгілде
акцептр де, электрондар доноры да бола алады, бұл Si – О байланысының анте
молекуласындағы құрылысы ерекшелігінен шығады. Si – ОН тобында оттегінің
бір қос электроны (P dπ ) – байланысы түрінде көрінеді. Осы молекула
және - ионы үшін L2,3 – рентгендік флуоресценттік спектр есептеліп, ол
кремнеземнің экспериментальдық спектрімен салыстырылған. Сонда базистік
жиынға 3d – орбитальды қосқанда теориялық спектр мен эксперименттік спектр
ұқсастығы байқалған (1-сурет). Сонымен зерттеу жұмысының [8] нәтижесі
жеткілікті түрде Si – О байланыстырғанда (P d)π - әсерлесудің
әжептеуір екендігін көрсетеді.
1-сурет.
L2,3= флуореценттік рентген спектрлері.
Сонымен қатар, кремний қосылыстары электроакцепторлық қабілеттері
туралы көптеген тәжірибелік мәліметтер жинақталған. Мұнда кремнийді
алмастырғыштардың электр терістілігінің артуы 3d – орбита сығылуы
құбылысынан акцепторлық қабілеттілігі артатығына әкелетіндігін айта кету
қажет.
Кремний қышқылын полимерлеу жылдамдығы болғанда минимал және де
аймағында реакция сутегі және фтор иондарымен үдетіледі, ал
болғанда гидроксил иондарымен үдетіледі. Олай болса күшті қышқылданған
ерітінділер үшін бір басқа, ал әлсіз қышқылданған және екі әр түрлі
полимерлеу механизмін қабылдау керек, яғни және аймақтар үшін.
1.4. Кремний қос тотығы мен кварцтың радиация әсерінен
құрылымдық өзгерісі
Кремний қос тотығына сәулелендіру әсерін қарастырайық. Кремний
оттегімен өзіне тән Si – О байланыстарымен координациялық саны төртке тең
көптеген SiО2 модификацияларын түзеді.
Әртүрлі α,β – кварцтар 2,65 – 2,53 гсм3 орташа тығыздыққа жатады.
Күделі силикаттарда қарапайым кремний – оттегілік SiО4 тетраэдрі және
күрделі қосарланған, тізбектей қатарласып жинақталған аниондар пайда
болады.
Кристобалыит құрылымы кремнийдің алмазды торынан шығарылады, тек
айырмашылығы кремнийдің екі атомы арасында, сол екі атомды қосатын түзудің
бойында жататын оттегінің бір атомы орналасады. SiО2 басқа кристалдық
модификациясы құрылымын деформацияланған кристобалиттік тор сияқты деп
есептеуге болады. Мысалы, кварцте оттегі атомы Si – О – Si түзуі бойында
жатпайды, ал 1500 бұрыш жасай орналасады. Бұл Si – Si арақашықтығын
кішірейткенімен 1,61 А0 – ге тең Si – О арақашықтығы өзгермейді. Бұл
кристабалиттен кварцке өткенде тығыздықтың артуына әкеледі. Температура мен
сыртқы қысымның артуы эндотермиялық реакция жүруіне және координациялық
саны үлкен, ұзынырақ Si – О байланыстарды, бірақ тығыздығы үлкен
энергетикалық тиімділігі төмен кремний қос тотығы түзілуіне мүмкіндік
береді. Мұндай кремний қос тотығы координациялық саны алтыға жетеді, Si – О
байланысыұзындығы 1,71 А0 – ге тең болады. Кремний қос тотығы модификациясы
өзгергенде фазалық өтуді сәулелендіру арқылы да іске асыруға болады.
SiО2 кристалды емес пленкасына сәулелендірудің әсері мәселесі де
маңызды болып табылады. Кремний қос тотығы пленкасының механикалық
қасиеттерін Р.А.Сислеби мен Р.И.Вильсон [1] жұмыстарында қарастырылған.
Олар кремний монокристалына термиялық тәсілмен өсірілген, арнайы SiО2
көпірін энергиясы 10кэВ электрондармен сәулелендірген. Интерференциялық
картиналарды бақылаудан кремний қос тотығы көпірдегі кернеу шасасын
анықтаған. Пленканы электрондармен сәулелендіру SiО2 пленкасындағы бастапқы
кернеудің төрт есе кемуіне әкелген, бұл аморфты кремний қос тотығы
радиациялық тығыздалуына сәйкес келеді. Қолданылған электрондық
сәулелендіру энергиясы төмен, сондықтан, сәулелендіру атомдары ығыстыра
алмайды. Алайда, үлкен жылдамдықпен келетін электрондар Si – О байланысын
үзуі, торды деформациялануы мүмкін және ол SiО2 пленкасы көлемінің
кішіреюін болдырады.
SiО2 – ң барлық синтетикалық және табиғи түрлерінде әртүрлі металдық
қоспалар мен структуралық бүлінулер болады. Олар электрондар мен
кемтіктерді қағып алып, кварц пен шыныларда бояулы локальдық центрлер
түзіледі. Мұндай центрлер сыртқы әсер ету кезінде кристалды өсіруде де
пайда болуы мүмкін, мысалы: термохимиялық, электрлік өңдеуде, радиация
әсерінен механикалық деформацияланғанда.
[2] жұмыста 4 – 100кэВ энергия аймағында аморфты SiО2 – дағы Kr мен Xe
иондарының жүріс жолы ион шамасы артуымен кемитіндігін көрсетеді. Бұл
нәтижелер Р.И.Келли [3] эксперименттік мәліметтеріне сәйкес келеді.
Кристалдық кварцты нейтронмен сәулелендіргендегі нүктелік дефектілерді
теориялық есептеу жұмысын А.А.Мясников пен Д.В.Позднев [4] жүргізген.
Есептеу нәтижесінде дефекті түзілудің түсірілген нейтрондар энергиясына
тәуелділігі монотонды сипатта еместігі анықталған. Дефекті түзілу
қисығындағы үшкір оттегі атомдарымен резанансты шашыраудан болады.
Энергиялары 0,3 – ден – 6,0 МэВ дейінгі нейтрондармен сәулелендірілген
кристалдық кварцтың қасиеттерін зерттеу интенсивті соққылау үлгінің
кристалдық торын бұзатындығын көрсетті. Сонымен қатар кварц тығыздығы 15% -
ға азаяды. Тығыздықтың азаюынан кварц кристалдық торы бұзылады да, ол
аморфизацияланады. Соңында шыны тәрізді кремнезем тығыздығы мәнінен
тығыздығы 3% артық шыны тәрізді кварц алынады.
Тридмит пен кристобалитті реакторда сәулелендіру олардың структурасын
өзгерту және тығыздығын азайту қасиеттерге ие және де сәулелендірілген
кварц күйіне ұмытылатындығын көрсетті. Коэситті реактордың активті
аймағында сәулелендіруде металикті фазаға өту байқалмаған. Коэситтің
салыстырмалы радиациялық орнықтылығы Si – О байланысы беріктілігі мен
коэсит структурасы тығыздығы жоғарылығынан болуы мүмкін. Кварятың
сәулелендірілген үлгілерін қыздыру материалдың бастапқы күйін қалпына
келтіру.
Кварц пластинкаларының пьезоэлектрлік қасиеттерін бақылау және
сәулелендірудің әртүрлі түрлерін салыстыру, үлгілерді нейтрондар, протондар
және α – бөлшектермен атқылау кварцтың пьезоэлектрлік қасиеттерін
өзгертетінін көрсетті, ал рентгендік гамма және электрондық сәулелендәру
пьезоэлементтердің меншікті жиіліктерін айтарлықтай өзгертпейді.
Авторлардың ойынша бұл ауыр бөлшектер кристалдарда тек иондалу құбылысын
ғана бодырып қоймай, сонымен бірге кристалдық торды бұзатындығынан дейді.
Яғни үлгі әлі металикті күйге өтпейтін, соғылатын бөлшектердің аз
интегралдық ағыны болғанда амофизделінген кварцта субмикроскопиялық
аймақтар пайда болады.
Балқыған кварцты сәулелендіру оның тығыздығын 2-3% - ға арттырады да
тығыздығы кристалданған кварцтікіне жақындайды.
Прийман зерттеу жұмыстарында балқыған кварцтың тығыздығының осындай
өзгерісі нейтрондар, протондар, электрондармен сәулелендіргенде және
сонымен қатар Р+, Не+ жеңіл иондарымен де атқылағанда байқалған.
Прийман [5] зерттеулеріне сәйкес бұл құбылыстарда тек термиялық
үшкірлер ғана емес, сонымен бірге
байланыстары үзілуі де роль атқарады.
Пайда болатын ақаулар кристал торларындағы кәдімгі нүктелік ақаулар
емес, себебі атомдар ығысуы болмайды. Байланыстар үзілуінен шыны тәрізді
кварцтарда тор бүлінуі материал структурасындағы туындаған бағыттар
есебінен парамагниттік центрлер пайда болуымен қатар жүреді. Егер шыны
тәрізді кварцты, бірнеше Si және О атомдарынан тұратын SiО42 сақинасы
структуралық бірлік ретінде болатын, тор түрінде болады десек, онда [4] –
ке сәйкес сәулелендіру кремний мен оттегі иондары аз үлкен сақиналардың
құрамында бүлінуіне әкеледі. Бұл балқыған кварц тығыздығын арттырады. Шыны
тәрізді кремнеземнің структурасының мұндай өзгерісі материалдың
микропластикалығының артуымен қатар жүреді. Қарастырылып отырған шаманы
қайта қалпына келтіруді бақылауда радиациялық бүлінуді термиялық қыздыру
процесі 1,5 – 4,3 эВ активация энергиясы мен сипатталады, ал жиілік факторы
шамамен 1014с-1 – ге жетеді. Жиілік факторының мәнінің жоғарылығы қалына
келтіру процесі, бастапқы байланыстарды қалпына келтірген, кремне – оттегі
тетраэдрлерінің бұрылуымен байланыстылығын көрсетеді.
[6] жұмыста кварцтегі радиациялық бүлінулердің реакторлық сәулеленудің
1*1018 – нан 2*1020 нейтронсм2*с дозаларындағы дозалық тәуелділігі
қарастырылған. Реакторлық сәулеленудің 4*1019 нсм2*с дозасында α – кварц
гексогоналдық β – модификацияға өтеді. Гексагональдыққа өту 1*1020 нсм2
реакторлық сәулелену дозасына дейін жалғасады.
[7] жұмыста микроқаттылық әдісінің артықшылықтары айтылған. Осындай
әдіспен диффузияланатын заттар атомдары концентрациясы анықталған:
микроқаттылықтың сәйкес бірдей мәндері салыстырылған және диффузияланатын
қоспаның концентрациялық қисығы алынған. Осы қисық бойынша шекара бойымен
диффузия коэффициенті есептелген.
[8 - 11] зерттеу жұмыстарында Si, SiС, SiО2 материалдарының
микроқаттылығын нейтрондармен сәулелендіргенде анықталған. Алғашында
микроқаттылық сәулелендіру дозасы артуымен тез артады да, кейін қанығуға
өтеді. Сонымен қатар микроқаттылық сәулелендіру температурасы мен қоспа
элементі түріне де күшті тәуелді.
α – кварцте реакторлық сәулелендіру әсерінен фазаық түрленуді [6, 12]
зерттеу жоғары температуралық β – кварц фазасы түзілетіндігін дәлелдейді.
Нейтрондар дозасы 5*1019 Н*см -2 – артқанда радиациялық жарықтар саны арта
бастайды және α – кварц біртектілігі бұзылады. Бұл процес [13] жұмыста
рентген сәулелері дифракциясы әдісімен зерттелген және аморфтану үлесі
нейтрондар ағынына тәуелділігі анықталған.
α – кварцтегі радиациялық эффектілер [14] жұмыста рентген сәулелері
дифракциясы әдісімен зерттелген.
Қазіргі кезеңге дейін белгілі бір көлемде әртүрлі металдық қоспалы
кремний мен кварцтың радиацонды – ұмтылдырылған диффузиясы зерттелген.
Аморфты кремний қос тотығы радиацияның ұмтылдырылған диффузиясын зерттеу
жұмыстары мүлдем жоқ деуге болады. Кремний қос тотығы радиациялы –
ұмтылдырылған адсорбциясы нейтрондар ағыны салыстырмалы алғанда өте аз
болғанда зерттелген.
Кремний қос тотығына нейтрондармен әсер еткенде болатын құбылыстарды
анықтау үшін және оның негізгі қасиеттері өзрерісі заңдылықтары мен
радиациялық әсер ету көмегімен осы қасиеттерді белгілі бір бағытта өзгерту
мүмкіндіктерін анықтау үшін төмендегідей зерттеулер жүргізу қажеттігі
туындайды:
- аморфты кремний қос тотығының негізгі қасиеттеріне
нейтрондардың интегралдық ағынының кең (1013 – 2*1020нсм)
интервалындағы әсерін зерттеу.
- структуралық ерекшеліктер мен микроқаттылықтың радиациялы –
ұмтылдырушы өзгерісінде қоспа ролін зерттеу.
II. Дифракциялық құрылымдық зертеу әдістері
1. Рентгендік дифракциялық зертеулердің дифракциялық эксперименттік
әдістері, классификациясы
Құрылымдық зертеулердің эксперименттік әдістерінің даму бағыттары
М.Лауэ, В.Л.Брегг, П.Дебай және басқа зерттеушілердің алғашғы еңбектерінде
айтылған. Дегенмен қатты дене физикасының бұл бөлімі үздіксіз дамуда және
жетілдірілуде.
Рентгенографияның эксперименттік әдістерін классификациялау негізіне
дифракциялық спектрді тіркеу тәсілі (фотографиялық немесе иондалу), немесе
зерттелінуші объектінің агрегаттық күйін жатқызуға болады. Рентген
сәулелерінің дифракциясы мәселесіне бірден-бір физикалық әдіс болғанына
қарамастан, әртүрлі объектілерді экспериментальдық зерттеулердің әртүрлі
ерекшеліктері бар және рентгенструктуралық анализдің арнайы бөлімдерінің
пайда болуына әкеледі.
Рентген дифракциялық зертеулерді кәдімгі жағдайда да (бөлме
температурасы, атмосфералық қысым), жасалынуына арнайы қосымша жабдықтау
мен қондырғы қажет болатын, ерекше жағдайларда да жүргізуге болады.
Ерекше жағдай деп төменгі немесе жоғарғы температура, вакуум немесе
жоғарғы қысым, магнит немесе электр өрісі және т.с.с. түсінеді.
Дифракциялық спектрді тіркеу фотографиялық немесе ионизациялық
әдістің, фотографиялыққа қарағанда артықшылығы көп деп есептелініп келген.
Практика фотографиялық әдістің де өзіндік артықшылықтары бар екендігін
көрсетті. Мысалға құралдың қарапайымдылығы мен сенімділігі, бірмезгілде
барлық дифракциялық спектрді немесе оның көп бөлігін бірден жазып алуға
мүмкіндігінде. Осы екі дифракциялық картинаны тіркеу әдісінің қай-
қайсысының да жетістігі мен кемшілігі бар. Зерттеу жұмысы практикасында екі
әдістің де меңгеру және белгілі жағдай үшін тиімдісін қолдана білуі керек.
Қазіргі кезде дифракциялық спектрдің әртүрлі нүктелерін бір мезгілде
тіркеуге мүмкіндік беретін бір және екі өлшемді есептегіштер көмегімен
дифракциялық картинаны тіркейтін дифрактометрлер жасалынған. Дифракциялық
әдістермен кристал құрылымын эксперименталдық зерттеунегізіне шашыраған
сәуленің интенсивтілігінің J(H) функционалдық тәуелділігін алу жатады.
Дифракциялық картина үлгіден шашыраған рентген сәулесінің кеңістіктік
таралуы болып таралады және кристалды қоршаған кеңістіктің әрбір
нүктесіндегі шашыраған сәуле интенсивтілігін көрсету әдісімен сипатталады.
2. Қарапайым жағдайларда рентгендік дифракциялық зерттеулер
құралдары
1) Рентген сәулесі көздері. Рентген сәулесі көздері ретінде ең көп
таралған – рентген түтігі. Рентген – құрылымдық анализде әртүрлі рентген-
оптикалық схемалар қолданылады, сондықтан (формасы) пішіні мен өлшемі
әртүрлі фокусты рентген түтіктері қажет.
Рентген түтіктері жоғарғы кернеулік генераторлық құрылғылар көмегімен
қоректендіріледі. Барлық дифракциялық картина бір мезгілде және ұзақ уақыт
бойы тіркеледі, ал фотопленка сәуле интенсивтілігінің барлық тербелісін
орташалайды.
Дифрактометрлік зерттеулерде дифракциялық картина нүктеден нүктеге
тізбектеліп тіркеледі, сондықтан бұндай жағдайларда рентген сәулесінің
жоғары дәрежеде тұрақтылығы талап етіледі. Көпшілік жағдайда генераторлық
құрылғыға берілетін кернеу, сонымен қатар рентген түтігінен өтетін ток
тұрақтандырылады.
Дифракциялық картинаны тіркеуші детекторларретінде рентгендік
пленкалар мен есептегіштер (гейгер, сцентилляциялық) қолданылады.
Интенсивтілігі үлкен, жоғары дәрежеде тұрақтандырылған рентген
сәулесін генерациялау үшін, айналмалы анодты рентген түтігі орнатылған АРТВ-
5,0 рентген аппараты қолданылады. АРТВ-5,0 аппараты құрамына рентген
түтігін вертикаль немесе горизонталь орналастыруға мүмкіндік беретін үстел,
суыту құрылғысы және жоғарғы кернеулік қоректендіру көзі кіреді. АРТВ-5,0
аппараты әртүрлі рентген камераларында фотографиялық әдістермен
дифрактометрлер көмегімен ионизациялық әдістермен құрылымдық зерттеулер
жүргізуге мүмкіндік береді.
2) Рентген камерасы.
Дебай-Шерер әдісімен поликристалдарды рентгенографиялық зерттеулер
үшін ең көп таралған камера РКД-57 камерасы. Ол поликристалдың құрылымын
зерттеу үшін, үлгілерде фазалық анализ жүргізу, кристалдардың элементар
ұяшықтарының өлшемдерін анықтау үшін қолданылады. Дифракциялық картинаны
тіркеу есептік диаметрі 57,3 мм цилиндрлік пленкада 40-840 бұрыштық
интервалында тіркеледі.
Поликристалдармен жұмыс істеуге поликристалдар түсіру үшін камер-
монхрометр сияқты күрделі камералар конструкциясымен жасалынған.
Монокристалдарды зерттеу арнайы рентгендік камераларда жүргізіледі,
сонымен бірге олардың көпшілігін поликристалдардызерттеу үшін тиімді
пайдалануға болады.
Рентген камераларда монокристалдарды центрлеу және үйлестіру арнайы
гониометрлік құрылғымен жасалынады. Ол монокристалды өзара перпендикуляр
екі бағытта қозғалуына және оның көлбеулігінің екі өзара перпендикуляр
осьтерге қтысты өзгеруге мүмкіндік береді.
3) Рентгендік дифрактометрлер.
Ионизациялық әдісте дифракциялық картинаны тіркеу иондаушы сәуле
есептегіші көмегімен қажетті бұрыштық интервалда нүктеден-нүктеге біртіндеп
жасалады. Бұл рентген сәулесі көзінің және барлық жүйенің түгелдей
орнықтылығына жоғары талапты қажет етеді. Дифрактометрлік құралдарда
күрделі электрондық құрылғының болуы рентгендік құралды біршама
күрделендіреді және оның бағасын фотографиялық тіркеуші рентгендік
камералар бағасымен салыстырғанда бірнеше есе қымбыттатады. Қазіргі кезде
рентген құрылымдық зерттеулерде рентгендік дифрактометрдің құрамдас бөлігі
болып табылатын ЭЕМ кеңінен қолданылады.
ДРОН-2,0 рентгендік дифрактометр жалпы рентгенструктуралық анализ
жүргізу үшін арналған, сонымен бірге поликристалдар, монокристалдардың
пластикалар түрінде қиындықтарын зерттеу үшін де қолданылады.
ДРОН-2,0 күрделі құрал. Оның құрамына жоғарғы кернеулі қоректендіру
көзі ВНП, дифрактометрлік бағана, ГУР гонометр, ақпараттар шығарылатын
қондырғы, электронды есептегіш қондырғы және автоматты басқару блогі
кіреді.
Қазіргі кездегі дифрактометрдің негізгі бөлігі дифракция бұрышын
ионизация әдісімен өлшеуге арналған, күрделі оптико-механикалық құрал болып
табылатын, рентгендік гониометрлік құрылғы (гонометр). Барлық
дифрактометрлік өлшеулер дәлдігі гониметр дифракция бұрышын қаншалықты дәл
өлшейтіндігіне байланысты. Отандық дифрактометрлерде бұрыштарды өлшеу
дәлдігі ±0,005 дифракциялық спектрді -90÷+164 бұрыштық интервалда тіркеуді
қамтамасыз ететін ГУР-5 ганиометрі қолданылады. Гониометр оперативтік
үстелге рентген сәулесі көзіне қатысты өте дәл белгіленген орынға
орнатылады. Арнайы тұтқа көмегімен үлгі мен есептегіш бұрыштық орнын,
арнауы шкала бойынша бұрыштық бұрылуын бақылай отырып, бір-біріне
байланыссыз немесе бір-бірмен байланысқан күйде керекті бұрыштық интервалда
өзгертуге болады. Дифракциялық спектрді жазу электронды потенциометр
диаграммалық лентасына немесе цифр жазушы құрылғы көмегімен жазылады. Бір
жазу әдісінен екіншісіне өту арнайы ажыратып қосқыш көмегімен жүзеге
асырылады.
ДРОН-2,0 дифрактометрінде рентген сәулесі көзі ретінде БСВ-8М және БСВ-
10М рентген түтігі пайдаланылады. БСВ-8М мыс анодты түтігінің максимал
қуаты 2кВт құрайды.
ДРОН-2,0 дифрактометрінің эксперименттік мүмкіндігін ГУР-5 рентген
гониометріне орналастыруға болатын, әртүрлі қосымша құралдар көмегімен
әжептеуір кеңейтуге болады. Бұл жеткілікті ірі үлгілердегі зерттеуге
мүмкіндік береді. Қосымша бөлім – гониометрлік аз бұрыштық құрылғы ГМУ –
пленкалар, пластинкалар мен талшықтарда аз бұрыштық рентгендік зерттеу
жүргізуді қамтамасыз етеді. Ол ГУР-5 гонтометрі есептегіш саңылауына
фокусталған, интенсивті монохромат рентген сәулесі шоғын беретін,
ассиметриялы фокустаушы кварцтық монохроматтар.
Аз бұрышты ГМУ құрылғысы ДРОН-2 дифрактометрінде дифракциялық спектрді
өлшеу 15-тан 1000 дейінгі бұрыштық интервалда 2υ масштабынан жүргізіледі.
Сонымен әртүрлі көмекші құрылғылары бар ДРОН-2,0 дифрактометрі қатты
дене құрылымдық функциясының көптеген есептерін шешуге мүмкіндік береді.
3. Зерттеу материалдарына сипаттама
Силикагель
Силикагель дегеніміз PH5-6 болғанда кремний қышқылы (nSiO2*mH2O)
қаныққан ерітіндісінен түзілген кептірілген гель. Қатты гидрофильді
сорбент.
Силикагель сілтілік металдардың ерітінділерінен қашқалдандырғанда
түзілген гельді одан әрі жуып-шаю және кептіру арқылы алынады.
Силикагельдің бір-бірінен 0,5нм қашықтықта орналасқан SiOH топтарынан
тұратын бетінің ауданы үлкен (500м21г). Бұл топтар белсенді центрлі болып
табылады және берілген силикагель белсенділігі бұндай центрлер
белсенділіктері мен санына тәуелді. Белсенді адсорбентте, яғни оның бетінде
адсорбиленген судан ажыраған, көптеген центрлер белсенді болады. Бұндай
белсенділіру гельді 150-2000С дейін қыздырғанда болады.
Жоғарырақ 200-4000С температура интервалында қыздырғанда су ыдырағанда
болатын Si-O байланысы түзілуі нәтижесінде белсенділік жойылады. Бірақ бұл
кезең қайтымды. 4000С жоғары температурада қыздырғанда силикагель беті
өлшемі қайтымсыз кішірейеді.
Белсенді центрлер полярлы еріген заттармен негізінен сутегілік
байланыстар есебінен әсерлеседі.
Тауарлық силикагельді өлшемі 5÷7 – ден 10-2 мм-ге дейін дән немесе шар
тәрізді түйіршіктер түрінде шығарады. Силикагельдің әртүрлі маркаларының
тесіктерінің орташа эффективтік диаметрі және меншікті бетінің ауданы
102-103м2г.
Силикагельдің хромотографияда адсорбент ретінде, су булары мен
органикалық еріткіштерді сіңіруші ретінде (кептіргіштер) және полярлы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz