Труднолетучий материал
Cтраница 1
Труднолетучие материалы могут быть изучены при нагреве их в маленькой печи в напускной камере и испарении непосредственно в электронный пучок. Печка может находиться также и вне ионизационной каттеры; в этом случае работают с молекулярным пучком образца. В работе [33] описана конструкция, обеспечивающая непосредственный ввод анализируемого вещества в ионный источник. [1]
Труднолетучие материалы могут быть изучены при нагреве их в маленькой печи в напускной камере и испарении непосредственно в электронный пучок. Печка может находиться также и вне ионизационной камеры; в этом случае работают с молекулярным пучком образца. В работе [33] описана конструкция, обеспечивающая непосредственный ввод анализируемого вещества в ионный источник. [2]
При этом труднолетучий материал пере-носится из одной области реакционной камеры в другую в виде легколетучего химического соединения. Процесс складывается из трех основных стадий: образование легколетучего материала в области камеры, называемой зоной источника, перенос этого соединения в зону осаждения, разложение ( или восстановление) соединения на подложке или вблизи нее, сопровождаемое осаждением на ней вещества источника. [3]
Современные электронно-лучевые пушки позволяют достичь очень высокой плотности мощности и температуры, достаточной для плавления и испарения самых тугоплавких и труднолетучих материалов. Но опыт показал, что для каждого металла и конкретных условий испарения существует предельно допустимая плотность мощности и соответственно температура испарения. При очень большой удельной мощности нарушается равномерность испарения с поверхности, появляются пузыри пара и возникает разбрызгивание. Из-за ионизации паров металла образуются области с большим пространственным зарядом, нарушающие работу пушки. При слишком высокой температуре в пятне давление паров металла настолько возрастает, что металл вытесняется в стороны, и луч может проникать до основания тигля, разрушая его. [5]
Метод дистилляции с носителем, который до недавнего времени по-видимому был единственным известным за границей прямым спектральным методом анализа труднолетучих материалов, обладающим нужной чувствительностью, применялся и для анализа плутония, несмотря на то, что испарение проб плутония в дуге может иметь исключительно неприятные последствия из-за большой токсичности образующихся аэрозолей. В особенности много плутония будет распыляться в атмосфере при недостаточно тщательно загруженной пробе или при случайном нарушении нормального режима горения дуги. [6]
Пламена наиболее широко применяют для анализа растворов на содержание щелочных, щелочноземельных и редкоземельных элементов. Они практически неприменимы для анализа тугоплавких и труднолетучих материалов. [7]
Чтобы получить дугу постоянного тока, пропускают мощный электрический разряд между двумя порциями пробы или между пробой и противоэлектродом, не содержащим искомые элементы. В качестве противоэлектрода лучше всего применять графит - тугоплавкий и труднолетучий материал ( не плавится и не возгоняется при температуре дуги), хорошо проводящий электричество и дающий мало собственных спектральных линий. К сожалению, раскаленный углерод медленно реагирует с атмосферным азотом с образованием ди-циана; последний при возбуждении дает яркие полосы в области 360 - 420 нм, которые могут помешать наблюдениям. При необходимости этого можно избежать, заключив разряд в кожух, через который пропускается ток инертного газа. [8]
Эти источники кратко описаны в разд. Найдено, что применение дуги постоянного тока ограничено проводящими пробами, но этот источник полезен также и для определения труднолетучих материалов с высокой температурой кипения, так как ионные токи дугового источника иногда на порядок выше токов искрового источника. Для полуколичественных определений дуга постоянного тока менее подходит, чем искра, из-за большой интенсивности многозарядных ионов, а также из-за большого фона. Для оценки возможностей применения дуги постоянного тока при определении следов элементов еще предстоит большая работа. Концемус и Свек [170] недавно описали пьезоэлектрический источник ионов типа вакуумного вибратора. [9]
Из числа традиционных источников света ( дуга, искра, пламя), а также некоторых других источников, применяемых в последнее время при анализе чистых веществ, дуговые источники, особенно дуговой разряд между угольными электродами, являются самыми распространенными. Это объясняется как весьма низкими значениями пределов обнаружения большого числа элементов, так и возможностью применения дуги, в первую очередь угольной, для возбуждения спектров материалов с самыми разнообразными физико-химическими свойствами, в том числе тугоплавких и труднолетучих материалов. Исследованию дугового разряда и, в частности, его аналитических возможностей посвящено огромное количество работ. В настоящее время основные явления и закономерности дугового разряда можно считать достаточно твердо установленными, хотя ряд вопросов вследствие многообразия и сложности процессов, происходящих в этом источнике, до сих пор остается не выясненным. Не касаясь здесь подробной характеристики и многих особенностей дугового разряда, описанных в специальных монографиях [838, 980], рассмотрим главный интересующий нас вопрос - о связи интенсивности излучения аналитической спектральной линии с содержанием определяемого элемента в пробе и с параметрами источника света. [10]
Из числа традиционных источников света ( дуга, искра, пламя), а также некоторых других источников, применяемых в последнее время при анализе чистых веществ, дуговые источники, особенно дуговой разряд между угольными электродами, являются самыми распространенными. Это объясняется как весьма низкими значениями пределов обнаружения большого числа элементов, так и возможностью применения дуги, в первую очередь угольной, для возбуждения спектров материалов с самыми разнообразными физико-химическими свойствами, в том числе тугоплавких и труднолетучих материалов. Исследованию дугового разряда и, в частности, его аналитических возможностей посвящено огромное количество работ. В настоящее время основные явления и закономерности дугового разряда можно считать достаточно твердо установленными, хотя ряд вопросов вследствие многообразия и сложности процессов, происходящих в этом источнике, до сих пор остается не выясненным. Не касаясь здесь подробной характеристики и многих особенностей дугового разряда, описанных в специальных монографиях [838, 980], рассмотрим главный интересующий нас вопрос - - о связи интенсивности излучения аналитической спектральной линии с содержанием определяемого элемента в пробе и с параметрами источника света. [11]
 |
Анализ слоистых структур искровым методом. [12] |
Для исследований подобного рода огромное значение имеет геометрия it материал зонда. Желательно зонд изготовлять из материала пробы, но часто для нахождения благоприятных характеристик работы искры приходится применять метод проб и ошибок в выборе подходящего материала. Хорошие зонды получаются из высокочистых труднолетучих материалов. Применение для зондов материала, отличного от материала пробы, приводит к понижению чувствительности. Более того, необходимо вводить поправку, учитывающую влияние материала зонда на общий заряд. На рис. 17, а приведена зависимость диаметра кратера от соответствующих экспозиций. Примеси на уровне и-10 - 4 % легко можно определить обычными искровыми методами в зонах, размер которых достигает 250 мк. На рис. 17, б показана зависимость экспозиции от объема материала, удаленного из кратеров. Объемы были рассчитаны измерением глубины и диаметров в предположении, что кратеры представляют собой сегменты сфер. Вплоть до 10 - 8 кулон зависимость линейная; выше этого значения наступает насыщение по мере проявления эффектов самоэкранирования. [13]
Носителями служат обычно GajOa, AgCi, NaF, Nad, Na2CO3) и другие соединения сравнительно легко ионизуемых эле - - ментов. Впервые GagOs был использован И ая дййа - закиси-окиси урана, йетодом фракдяювной дистилла -: Шп - е водителем. В настоящее время его широко применяют для определения при - есей во многих труднолетучих материалах. [14]
Страницы: 1