Способ определения энантиоморфных кристаллов

 

Изобретение относится к области изучения минералов и их синтетических аналогов. Цель изобретения - обеспечение возможности определения энантиоморфных кристаллов микронных размеров со слоистой структурой. Для этого в электронном микроскопе регистрируют элементарные картины роста не менее двух декорированных кристаллов . Затем производят на элементарных картинах роста сравнение геометрической формы отдельных слоев и закономерности распределения расстояния между ступенями слоев по кристал-. S лографическим направлениям, определяющим их полигональную форму. По вы- ГЛ явленной закономерности устанавливают зеркальную дисимметрию кристаллов. 1 ил. 00 00 о сд ю 4i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

524 А1 (19> (11) (51) 4 G 01 N 23/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

: (21) 3970171/31-25 (22) 25. 10.85 (46) 15.08.87. Бюл. У 30 (71) Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии AH СССР (72) H.Ä.Ñàìîòîêí и Л;О.Магазина (53) 621.386 (088.8) (56) Томас Г., Гориндж М. Дж. Просвечивающая электронная микроскопия материалов. М.: Наука, 1983, с.148, 215-216.

Шаскольская М.П.Кристаллография.

Учебник для втузов. М.: Высшая школа, 1976, с. 64, 94, 187. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНАНТИОМОРФHbIX КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к области изучения минералов и их синтетических аналогов. Цель изобретения— обеспечение возможности определения энантиоморфных кристаллов микронных размеров со слоистой структурой. Для этого в электронном микроскопе регистрируют элементарные картины роста не менее двух декорированных кристаллов. Затем производят на элементарных картинах роста сравнение геометрической формы отдельных слоев и закономерности распределения расстояния между ступенями слоев по кристал- . лографическим направлениям, определяющим их полигональную форму. По выявленной закономерности устанавливают зеркальную дисимметрию кристаллов.

1 HJI

05?4

133

Изобретение относится к изучению минералов и их синтетических аналогов и может применяться в структурной и гинетической минералогии, кристаллографии, рентгенографии, физике твердого тела и других областях науки, связанных с исследованием, получением с использованием кристаллов.

Цель изобретения — обеспечение возможности определения энантиаморфных кристаллов микронных размеров со слоистой структурой.

Определение относительной правизны и левизны микрокристаллов предлагае.мым способом осуществляется по эле- ментарным картинам роста, выявляемым на их гранях с помощью техники вакуум ного декорирования. Для этого от агрегата изучаемого образца отделяют несколько кусочков (размером по площади - 3 5 мм и толщиной 2-3 мм), которые помещают в вакуумную установку на малоинерционный нагреватель, где при вакууме 10 " -10 мм рт.ст. нагревают при 300-450 С в течение 1520 мин для очистки поверхности от адсорбированных из атмосферы различных загрязняющих компонентов. Затем на поверхность кристаллов напыляют декорирующий металл (наиболее часто используется золото), вслед за которым термическим путем наносится yrР леродная пленка толщиной в 100-150 А.

Затем образец достают из вакуумной установки и помещают на 30-60 мин в растворитель (обычно растворителями являются кислотыHF, НС1, Н БО„и т.п.,), г в котором углеродная пленка с декорирующими частицами отделяется от образца, затем реплику вылавливают, промывают, сушат и просматривают в электронном микроскопе. Таким образом, объектом для выявления энантиоморфизма микронных кристаллов являются не сами кристаллы, а их углерод,ные отпечатки — реплики с частицами ,металла, декорирующими (т.е. делающими видимыми) картины роста этих кристаллов на уровне элементарных слоев структуры. Наблюдение и регистрация этих картин роста осуществляется в просвечивающем электронном микроскопе при увеличении не менее

5 ° 10з .

Относительная правизна и левизна микрокристаллов определяется по форме диссиметрии элементарных картин ! ()

?5

55 роста, которая, как было установлено экспериментально, проявляется как в геометрии отдельных-слоев, так и в закономерности распределения расстояний между их ступенями по различным направлениям роста. Для обнаружения правых и левых (энантиоморфных) кристаллов микронных размеров необходима одновременная регистрация той и другой формы на одном снимке.

На чертеже показаны фрагменты элементарных картин роста правой и левой относительных форм микрокристаллов каолинита, обнаруженных в псевдоморфных образованиях этого минерала по биотиту. Элементарные картины роста обеих форм кристаллов имеют одинаковую асимметричную полигональную форму в виде разностороннего шестиугольника и различаются только числом последовательных слоев роста.Они сформированы по спиральному механизму роста на ступени,.объединяющей две винтовые дислокации противоположных знаков (+" и "-"), т.е, по механизму ростового аналога источника дислокаций

Франка-Рида. Это однозначно устанавливается по одинаковому зеркально-симметричному виду (узору) ступени, наблюдаемой на вершине (B центре) элементарных картин роста. Штриховой линией показано одно из возможных положений плоскости зеркальной симметрии, позволяющей совместить эти картины роста с помощью операции отражения в указанной плоскости относительных смещений и азимутальных разворотов. Относительная правизна и левизна наблюдаемых кристаллов легко определяется по четко выраженной асимметричной их форме и зеркальносимметричному расположению. Картины роста этих кристаллов могут быть совмещены друг с другом (если не учитывать незначительные различия в тонких деталях) при помощи только одной операции симметрии — зеркального отражения, т.е. каждая из них по отношению к другой является либо оригиналом, либо зеркальным образом. Такие примеры встречаются относительно редко. Чаще кристаллЫ,характеризуются элементарными картинами роста с менее выраженным проявлением диссиметрии и, соответственно, анизотропии скоростей роста по кристаллографическим направлениям. Кроме то0524

Возможность использования картин роста кристаллов для выявления их энантиоморфных форм базируется на том, что в этих картинах находят отражение основные свойства атомной структуры кристаллов, Так, на.".ример, в них проявляется в непосредственном виде относительная азимутальная ори10 ентировка элементарных слоев структуры, порядок и период регулярного чередования, анизотропия скоростей роста по разным, в том числе и полярным по знаку, направлениям, различ35 ные несовершенства структуры и другие ее особенности. Однако наиболее важным свойством элементарных картин роста, позволяющим использовать их для выявления энантиоморфизма крис20 таллов, является то, что при четко выраженной полигональной форме они имеют симметрию, свойственную атомной структуре каждого отдельного кристалла.

Способ определения энантиоморфных

Зо кристаллов, включающий регистрацию морфологии граней кристаллов, сравнение диссиметрии их морфологии и последующее выявление зеркальной диссиметрии, о т л и ч а ю щ и й—

35 с я тем что, с целью обеспечения

У возможности определения энантиоморфных кристаллов микронных размеров со слоистой структурой, перед сравнением регистрируют в электронном микро- .

40 скопе элементарные картины роста одновременно не менее двух декорированных кристаллов, а сравнение производят по элементарным картинам роста геометрической формы отдельных слоев и закономерностей распределения расстояний между ступенями слоев по кристаллографическим направлениям, Определяющим их полигональную фОРмуу и по выявленной закономерности устанавливают их зеркальную диссимметрию. з t33 го, они могут располагаться в образце как в закономерных, так и в произвольных ориентациях. В таких случаях для выявления диссимметрии и энантиоморфизма кристаллов требуется проведение детального анализа особенностей элементарных картин кх роста. Одна из эффективных возможностей анализа базируется на измерении расстояний между ступенями во всех основных направлениях, определяющих полигональную форму элементарных картин роста, и на выявлении закономерностей (правого и левого) распределения измеренных .значений по отношению к единой системе координат.

Такой анализ позволяет достаточно надежно выявить диссимметрию и устанавливать относительную принадлежность каждого конкретного индивида к той или иной энантиоморфной форме.

Энантиоморфизм кристаллов может быть установлен копированием элементарных картин роста (на кальку) и последующим сравнением копий. Для этого вначале копируют картину роста одного кристалла и рядом с полученной копией проводят в произвольной ориентации линию m, отображающую плоскость зеркального отражения. Затем по другую сторону плоскости (m) копируют элементарную картину роста сравниваемого кристалла, соориентировав ее таким образом, что эквивалентные детали (например, вершины) обеих картин роста располагаются на системе параллельных линий, перпендикулярных к плоскости зеркального отражения.

При таком расположении элементарных картин. роста их энантиоморфизм или принадлежность к одной и той же форме становится очевидным. Если сложить полученные таким образом копии элементарных картин роста по штриховой линии m, то они полностью совмещаются или оказываются подобными, следовательно рассматриваемые кристал лы являются энантиоморфными. Если это не выполняется, то они принадлежат к кристаллам одного вида. формула изобретения

1330524

Составитель Е.Сидохин

Техред А.Кравчук Корректор Л. Бескид

Редактор Н.Повхан

Заказ 3575/45 Тираж 776 ПоДписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно.-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4