معرفی کاربردی دستگاه (XRD)

طيف‌سنجي پراش پرتو ايکس (XRD)

اين دستگاه قابليت بالايي در آناليز ترکيبي نمونه‌هاي سفال، ملات، محصولات خوردگي، رنگدانه‌ها، آجر، گچ، سرباره و ...دارد. براي آناليز، هر نمونه ابتدا به صورت پودر بسيار ريز در آمده و در معرض بمباران پرتوهاي اشعه ايکس با طول موج 100-1/0 آنگستروم قرار داده مي‌شود. حاصل کار يک ديفراکتوگرام يا الگوي پراش است. هر نمونه بلورين الگوي پراش منحصر بفردي دارد که مقايسه آن با الگوهاي پراش استاندارد، نوع ترکيب شناسايي مي‌شود.

ميزان نمونه مورد نياز براي هر آناليز بسته به نوع نمونه بين 5/0 تا 3 گرم است. با توجه به مقدار نمونه از روش لام يا قرص‌سازي استفاده شود. نتايج نهايي به صورت کيفي ارايه مي‌گردد.

معرفی کاربردی دستگاه (XRF)

طيف‌سنجي فلورسانس اشعه ايکس (XRF)

طيف‌سنجي فلوئورسانس پرتو ايکس يك روش آناليز دستگاهي است كه در آن از روش طيف نشري اشعه ايکس. براي تجزيه لايه‌هاي سطحي استفاده مي‌شود. اين دستگاه توانايي انجام آناليز عنصري به‌صورت كيفي و نيمه كمي نمونه‌هاي معدني مانند: نمونه‌هاي زمين‌شناسي، کاني‌ها، سنگ‌ها، شيشه، سيمان، سراميک‌ها، آلياژهاي فلزي و غيره را دارد. برانگيختگي نمونه در اثر تابش پرتو ايکس موجب انتقال الکتروني در لايه‌هاي مختلف اتم مي‌شود که هر انتقال الكتروني همراه با نشر يك خط طيفي پرتو x است. طول موج خطوط طيفي نشر شده مبناي تجزيه كيفي عناصر و شدت پرتوها متناسب با فراواني يا کميت عناصر موجود در نمونه است.

رديابي عناصر از سديم تا اورانيم با اين روش امكان‌پذير است، اما دقت آناليز براي عناصر سنگين بيشتر خواهد بود. يکسان بودن روش آماده‌سازي نمونه مورد مطالعه و نمونه استاندارد و يکنواخت و مسطح بودن سطح مورد آزمايش نقش مهمي در دقت و صحت نتايج حاصله دارد.

اين روش به‌عنوان مکمل مطالعات کاني‌شناسي و متالوگرافي کاربرد زيادي در بررسي‌هاي باستان‌شناسي و حفاظت از آثار دارد که مي‌توان به موارد زير اشاره کرد:

·         شناسايي كيفي و كمي عناصر موجود در سكه‌ها

·         شناسايي نوع آلياژ فلزي در ظروف فلزي مكشوفه

·         شناسايي كيفي و كمي عناصر در نمونه‌هاي سنگ، سفال و شيشه، خاكستر، خشت و غيره

معرفی کاربردی دستگاه (ICP)

طيف‌سنجي پلاسماي جفت شده القايي (ICP)

دستگاه ICP يا پلاسماي جفت شده القايي، يك سيستم آناليز عنصري است كه نوع طيف‌بيني آن، طيف‌بيني نشري و روش اتم‌سازي آن از طريق پلاسما صورت مي‌گيرد.

پلاسما، مجموعه‌اي از الكترون‌ها و يون‌هاي مثبت گاز آرگن داراي انرژي بالا و دمايي در حدود 10000^°k ‌است. اين محيط بوسيله امواج راديويي (RF:Radio Frequency) با توان بالا ايجاد مي‌شود.

با توليد ميدان مغناطيسي، الكترون‌ها و يون‌هاي پلاسما را در محيطي مغناطيسي در مسيرهاي مدور با شتاب خيلي بالا به حركت در مي‌آورد. اتم‌هاي خنثي آرگن در درون پلاسما در اثر برخورد با ذرات باردار در حال حركت، يونيزه شده و بدين ترتيب بقاي پلاسما ادامه مي‌يابد. نمونه از ميان يك مجراي باريك مكنده بوسيله جريان آرگن در پلاسما پخش، سپس انرژي الكترون‌ها و يون‌ها به نمونه منتقل و باعث اتمي‌شدن و برانگيختگي آن مي‌شود. بدين ترتيب پرتوهايي با طول موج‌هاي خاص عناصر موجود در محلول منتشر مي‌شوند كه موقعيت طول موج نشان دهندة نوع عنصر و شدت آن نشان دهندة مقدار عنصر در نمونه است. دقت اندازه‌گيري عناصر در اين سيستم در حد قسمت در بيليون(ppb) است.

كاربرد اين دستگاه در مطالعات و بررسي‌هاي شناخت مواد و فن‌آوري‌هاي كهن عبارتست از:

·         آناليز كمي و كيفي در محدوه‌هاي مختلف، از عناصر با درصد بالا تا عناصر كم مقدار در مواد معدني و آلي به منظور بررسي فني آثار

·         تعيين عناصر كم مقدار در كليه آثار به‌منظور تعيين منشاء و شناخت اصالت اشياء

·         بررسي كمي و كيفي عناصر در محصولات حاصل از فرسايش و خوردگي و هم‌چنين آناليز بقاياي كوره‌هاي (سرباره‌ها) مكشوفه از محوطه‌هاي باستاني

معرفی کاربردی دستگاه GC/FT-IR

کروماتوگرافي گازي و طيف سنجي تبديل فوريه-مادون قرمز (GC/FT-IR)

مجموعه‌اي از دو دستگاه طيف‌سنجي تبديل فوريه-مادون قرمز و ميكروسكوپ مادون قرمز و يك دستگاه كروماتوگرافي گازي است كه به يكديگر متصل شده‌اند و امكان جداسازي و آناليز مواد را به‌طور همزمان فراهم مي‌كنند.

طيف سنجي تبديل فوريه – مادون قرمز، بررسي نواحي و شدت جذب يا عبور پرتوهاي مادون قرمز از مواد است كه در طول موج‌هاي مختلف اين پرتوها صورت مي‌گيرد. حاصل اين بررسي شناسايي كيفي ماده مورد نظر است. اين روش به‌عنوان يكي از مهمترين و دقيقترين روش‌هاي طيف‌سنجي براي شناسايي و تعيين ساختار مولكولي مواد آلي مثل: انواع روغن‌ها، چسب‌ها، رزين‌ها، رنگدانه‌ها، الياف، كنترل كيفيت و درجه خلوص مواد، بررسي واكنش‌هاي كهنگي تسريعي، شناسايي برخي از مواد معدني مثل كربنات‌ها،‌ سولفات‌ها ، فسفات‌ها و سيليكات‌ها محسوب مي‌شود. روش مذكور به‌عنوان روش ميكرو تخريبي در مطالعه آثار شناخته شده است كه با حساسيت بسيار زياد شناسايي نمونه‌ها را در حد چند ميكرو گرم يا كمتر ممكن مي‌سازد.

در صورت نياز به بررسي‌هاي نقطه‌اي و يا عدم امكان نمونه‌برداري از آثار، عمل طيف‌سنجي مي‌تواند توسط ميكروسكوپ مادون قرمز صورت گيرد.

كروماتوگرافي گازي يكي از دستگاه‌هاي جداسازي مواد است كه با تبديل كردن ماده مورد نظر به بخار يا گاز و عبور آن از يك فاز ساكن اجزاء‌ سازنده‌اش را از يكديگر جدا مي‌كند. حاصل اين جداسازي تعيين تعداد و مقدار اجزاء سازنده در هر ماده است.

شناسايي هر كدام از اين اجزاء مي‌تواند توسط دستگاهي مثل FT-IR صورت گيرد. به همين لحاظ با اتصال دو دستگاه كروماتوگرافي و تبديل فوريه - مادون قرمز ضمن جداسازي اجزاء تركيبي مواد و خارج شدن هر جزء از دستگاه كروماتوگرافي و برخورد پرتوهاي مادون قرمز عمل شناسايي با تهيه و تفسير طيف مربوطه امكان‌پذير مي‌گردد. شرط جداسازي يك ماده به‌وسيله روش كروماتوگرافي گازي آن است كه نمونه مورد آزمايش در حين حرارت و تبديل شدن به گاز تجزيه نشود.