Техника и методика ИК-спектроскопии минералов

Исследование минералов методом инфракрасной спектроскопии (ИКС) включает три этапа: приготовление образца, регистрацию его спектра и его интерпретацию. Все этапы являются важными для достижения цели - получения неискаженной картины спектра и на основании спектра - наиболее полной информации о строении и свойствах вещества.

Приборы для ИК-спектроскопии

Приборы для ИКС-исследования называются спектрометрами и спектрофотометрами, с помощью которых измеряется интенсивность излучения, которое фокусируется на детекторных устройствах.

В научной литературе имеются руководства, книги и обзорные статьи с описанием и обсуждением аппаратуры, а также инструкции но эксплуатации различных стандартных приборов, которые постоянно совершенствуются. В практике минералогических исследований использовались такие ИК-спекгрометры, как UR-10, UR-20, Specord 75 IR, Spccord М40 («К. Цсйсс», Йена), Nicolct 6700, а также японские спектрометры фирмы Shimadzu. Поэтому в настоящем параграфе будут лишь кратко рассмотрены вопросы регистрации ИК-спектров, методы приготовления образцов и связанные с ними вопросы.

Принципы действия ИК-спсктрометров в общем довольно просты. Сложность представляют их механические и электрические устройства, которые необходимы для воспроизведения малейших изменений поглощаемой энергии в виде точно регистрируемого спектра. Спектрометры, используемые в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, отличаются от ИК-спектрометров главным образом своей оптикой. Дело в том, что не все материалы одинаково прозрачны в инфракрасных лучах, поэтому в ИК-спектрометрах применяются плоские и вогнутые зеркала, линзы и делители инфракрасного излучения, поверхность которых покрыта материалом, сильно отражающим инфракрасные лучи, например слоем алюминия.

ИК-спсктромстр состоит из нескольких частей: источника излучения, щелей, диспергирующих элементов, приемника излучения и различных зеркал. Принцип работы любого ИК-спектрометра заключается в следующем. Инфракрасное излучение, получаемое от специального источника (в современных приборах используется лазер), проходит через исследуемое вещество и далее разлагается на спектр с помощью специальных призм или дифракционных решеток. Отдельные участки этого спектра последовательно направляются на приемник излучения (фотоприемник, болометр, радиационная термопара) и затем, после усиления, фиксируются соответствующим записывающим устройством. Конструкция современных инфракрасных спектрометров предусматривает обычно автоматическую запись спектра с выводом информации на компьютер.

Промышленность многих стран в настоящее время выпускает ИК-спектрометры самых различных моделей.