Mudmaster: A Program for Calculating Crystalline Size Distributions and Strain from the Shapes of X-Ray Diffraction Peaks: Usgs O

Contenuto del libro:

Le dimensioni delle particelle possono influenzare fortemente le proprietà fisiche e chimiche di una sostanza (ad esempio la reologia, l'area superficiale, la capacità di scambio cationico, la solubilità, ecc. ), e la sua misurazione nelle rocce può fornire informazioni geologiche su ambienti antichi (provenienza dei sedimenti, grado di metamorfismo, grado di erosione, direzione delle correnti, distanza dalla costa, ecc. ). Pertanto, i mineralogisti, i geologi, i chimici, gli scienziati del suolo e altri che si occupano di materiale argilloso vorrebbero avere un metodo conveniente per misurare le distribuzioni granulometriche.

I cristalli di dimensioni nanometriche sono generalmente troppo fini per essere misurati al microscopio ottico. I metodi di scattering laser forniscono solo le dimensioni medie delle particelle, che quindi non possono essere misurate in una particolare direzione cristallografica. Inoltre, le particelle misurate con le tecniche laser possono essere composte da diversi minerali e possono essere agglomerati di singoli cristalli.

La misurazione mediante microscopia elettronica e a forza atomica è noiosa, costosa e richiede molto tempo. È difficile misurare con questi metodi più di qualche centinaio di particelle per campione. Questo numero di misurazioni, che spesso richiede diversi giorni di sforzi intensivi, può fornire una dimensione media accurata per un campione, ma può essere troppo esiguo per determinare una distribuzione accurata delle dimensioni.

La misurazione delle distribuzioni dimensionali mediante diffrazione di raggi X (XRD) risolve questi problemi. La scansione a raggi X di un campione avviene automaticamente e richiede da pochi minuti a qualche ora. I picchi XRD risultanti sono la media degli effetti di diffrazione di miliardi di singoli cristalli di dimensioni nanometriche.

La dimensione misurata dalla XRD può essere correlata alla dimensione dei singoli cristalli del minerale nel campione, piuttosto che alla dimensione delle particelle formate dall'agglomerazione di questi cristalli. Pertanto, è possibile determinare le dimensioni di un particolare minerale in una miscela di minerali e le dimensioni in una particolare direzione cristallografica di quel minerale.