WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

комбинированного строения (сочетание рекристаллизованного блока, являющегося агрегатом малодефектных зерен, и реликтового блока монокристального строения с деформированной решеткой), до равновесного агрегата практически бездефектных зерен [31]. Изученные алмазы занимают место внутри этого морфогенетического ряда, т.к. процесс рекристаллизации уже начался, но имеет небольшие масштабы. Необходимо отметить, что полигонизация и рекристаллизация – явления достаточно редко наблюдаемые на алмазах, благодаря их консервативной структуре.

Указанные особенности являются общими для алмазов VII разновидности; различия между отдельными кристаллами заключаются в степени проявления этих особенностей.

Лауэграммы кристаллов V разновидности показывают те же основные особенности кристаллической решетки, что и кристаллы VII разновидности.

Наблюдается астеризм, полосчатость лауэпятен, контрастные мелкие рефлексы от небольших рекриРис.9. Увеличенный фрагмент лауэпятна с посталлизованных блоков. Основное различие с крилосчатостью, свидетельствующей о полигонизасталлами VII разновидности заключается в том, что ции структуры.

лауэграммы последних представляют собой суперпозицию нескольких лауэграмм от значительно раМелкие, контрастные лауэпятна, располозориентированных блоков, даже если съемка велась женные без видимых закономерностей на лауэграмс одного субиндивида сростка, тогда как лауэграммах всех изученных кристаллов (рис.7), свидетельмы кристаллов V разновидности в большей мере ствуют о том, что небольшие объемы кристаллов соответствуют монокристаллам.

были рекристаллизованы. Рекристаллизация является следующим шагом после полигонизации в наРентгеновская проекционная топография правлении снижения избыточной упругой энергии Всего нами сняты 4 топограммы кристаллов деформации кристаллической решетки. В процессе VII разновидности и 6 топограмм V разновидности.

рекристаллизации продолжение перераспределения В связи с тем, что кристаллы состоят из существендислокаций, начатое на этапе полигонизации, прино разориентированных блоков, проекционную товодит к практически полному очищению небольших пограмму возможно получить от одного большого объемов деформированных кристаллов от дефектов или малого блока, для которого выполняется услоструктуры, между этими блоками формируются вие дифракции. Если блоки разориентированы мебольшеугловые границы, которые уже не описыванее, чем угол расходимости пучка рентгеновского ются через совокупность отдельных дислокаций, как излучения, или разориентация не в плоскости дималоугловые [29]. Итогом рекристаллизации являетфракции, удается получить топограмму от большего ся превращение сильно деформированного монообъема кристалла.

кристалла в агрегат практически бездефектных проХарактерные топограммы кристаллов VII и V извольно ориентированных, изометричных, близких разновидностей приведены на рис.10,11. Несмотря по размерам блоков, по конфигурации приближаюна “выпадение” изображения от некоторых блоков щихся к «ячейке Коксетера» [30]. Отдельные блоки вследствие разориентации, общий вид топограмм с недеформированной структурой дают на лауэобеих разновидностей кристаллов ясно показывает граммах мелкие, хаотично расположенные рефлеких радиально-лучистое, «волокнистое» строение.

сы высокого качества; именно такие рефлексы наАлмазы с такого типа строением неоднократно опиблюдаются на лауэграммах изученных кристаллов.

саны в литературе (см., например, [32,33]). КонфиКак и полигонизация, рекристаллизация развита на гурация ростовых дефектов показывает, что рост локальных объемах кристаллов, видимо имевших алмазов происходил из единого центра. Линии наиболее высокий уровень деформации, тогда как “волокон” имеют извилистые очертания. Такой коносновной объем кристаллов остается не затронутым траст на топограммах может происходить от плотполигонизацией и рекристаллизацией.

ных пучков дислокаций, распространяющихся от Процессы рекристаллизации детально изучецентра к периферии. В данном случае яркость изоны нами на примере пикроильменита – индикаторбражения дислокационных пучков должна зависеть ного минерала кимберлитов, который, благодаря от соотношения направлений двух векторов – веклабильности своей структуры, ярко демонстрирует тора распространения дислокаций n и вектора дивсе стадии структурных преобразований – от сильно фракции q. Поэтому дополнительные эксперименты деформированного монокристалла, через кристалл Минералогия, петрография, петрология разновидностей не люминесцируют и уходят в “хвосты”. Они начали извлекаться в массовом количестве лишь при применении жировой сепарации, основанной на жирофильности поверхности алмазов. Поэтому первоочередное внимание было обращено на люминесценцию этих алмазов. Наши исследования подтвердили, что ни при возбуждении рентгеновским излучением, ни при возбуждении электронами (катодолюминесценция) свечение практически не наблюдается. При просмотре в ультрафиолетовом свете более 4000 кристаллов V и VII разновидностей, из которых выбиралась коллекция для детального изучения, очень слабое, белесое с Рис.10. Рентгеновская проекционная топограмма розоватым оттенком свечение отмечалось не более крупного субиндивида алмаза VII разновидночем у 8-10% алмазов, причем, это были преимущести; отражение 111. Увел. 20х.

ственно расколотые, поврежденные кристаллы.

В исследованной специально выбранной коллекции алмазов V и VII разновидностей слабое свечение неопределенного цвета наблюдалось у кристаллов, у остальных – слабое белесое, белесожелтоватое свечение с розовым оттенком. Спектры фотолюминесценции при 80оК удалось зарегистрировать для 10 образцов на установке, описанной выше. Все полученные спектры были однотипны и представляли собой широкую полосу с максимумом в области 475-480 нм со следами структуры от характерной для алмазов электронно-колебательной серии N3, ответственной за голубое свечение. В некоторых случаях спектр был представлен практически бесструктурной полосой, простирающейся до Рис.11. Рентгеновская проекционная топограмма 650 нм.

алмаза V разновидности ромбододекаэдрическоРезультаты исследований показывают, что го габитуса; отражение 111. Увел.20х.

кристаллы V и VII разновидностей имеют мощные механизмы тушения люминесценции, независимо от проведены для изучения природы контраста дислохарактера ее возбуждения.

кационных волокон. Съемка топограмм осуществлялась с изменением направления вектора дифрак- Спектры пропускания в УФ-видимой – ближней ции в пределах 20 угловых минут, при этом изобра- ИК области жение одних волокон исчезало, других – появляИзученные кристаллы V (7 кристаллов) и VII лось. Следовательно, яркость изображения отдель(22 кристалла) разновидностей оказались идентичных «волокон» зависит от ориентировки вектора ными по спектрам пропускания и характеризуются дифракции, что указывает на их разориентировку совместно. Поскольку кристаллы практически не между собой на угол от нескольких минут до десятокрашены, основные особенности в спектрах проков минут относительно направления их распропускания сосредоточены в коротковолновой части странения при размерах «волокон» в поперечнике от спектра. При 300оК и особенно при 80оК хорошо нескольких микрон до десятков микрон.

видна тонкая структура в виде бесфононной линии Отсутствие изображения от достаточно обпри 415,2 нм и широкой структурированной полосы ширных областей кристаллов связано со значительс максимумом 380 нм, которая является результатом ной разориентацией крупных блоков, обусловленвзаимодействия с фононами (энергии основных из ных фрагментацией кристаллов, отмечаемой на них составляют 93 и 165 мэВ). Интенсивность полауэграммах. Весьма важным результатом исследоглощения составляет около 1,2 см-1 для 380 нм и 2,ваний является то, что алмазы и V и VII разновидсм-1 для 415,2 нм при 80оК. Система хорошо известностей дают совершенно аналогичные топограммы, на для природных алмазов, она обусловлена причто указывает на общность условий их роста.

месным дефектом из трех атомов азота и одной ваОсобенности люминесценции кансии [16,34,35]. Интенсивное поглощение наблюдается при длинах волн короче 350 нм, на фоне моВ технологии обогащения алмазсодержащих нотонного нарастания поглощения регистрируются концентратов люминесцентные методы, в первую две узкие (бесфононные) линии при 316,3 нм и 330,очередь рентгенолюминесценция, играют ведущую роль. Поэтому уже в 60-е годы при изучении север- нм и соответствующими фононам с энергиями 114 и 145 мэВ. По положению эти линии очень близки ных россыпей было отмечено, что алмазы V и VII Вестн. Воронеж. ун-та. Геология. 2000. Вып. 5(10).

линиям 315,6 нм (N6) и 329,6 нм (N5), относимым к внутрицентровым переходам в А-центре, представляющем собой пару атомов азота в соседних замещающих позициях в решетке алмаза [16,34,35]. Линии N5 и N6 наблюдаются в природных алмазах типа 1аА, соответствуют электронным переходам типа А - Е и А1 - А2 соответственно (в обоих случаях в дефектах тригональной симметрии) [35]. Фононы с энергиями 114 и 159 см-1 характерны во многих случаях и для более коротковолновой линии 315,нм. Поглощение на 306,5 нм может быть использовано для оценки концентрации азота в форме А. С использованием соотношения NA=11,61018µ306,5 [16] проведена оценка концентрации азота и получены значения 21020 см-3(1200 ppm). Завышенные значения, по сравнению с приведенными ниже данными Рис.12. Схема расположения точек съемки ИК ИК поглощения, связаны со сложной формой криспектров на пластинке алмаза VII разновидносталлов и невозможностью точно определить длину сти.

оптического пути, тогда как в ИК области есть возможность учесть эту неопределенность, используя дованных алмазах наблюдается линия при 1369 см-метод внутреннего стандарта.

с интенсивностью от 3 до 8 см-1, связываемая обычВ области длин более 415 нм какие-либо хано с В2 центрами в природных алмазах.

рактерные особенности в спектрах не обнаружены.

Регистрация спектров по точкам вдоль профилей 1 и 2 (см. рис.12) на Фурье-спектрометре поСпектры пропускания в ИК казывает их полную идентичность (рис.13), т.е. отобласти спектра сутствует зональность, характерная для многих алСпектры пропускания кристаллов V и VII мазов других разновидностей и обусловленная разразновидностей оказались чрезвычайно близкими и личиями в окраске, концентрации примесных ценсоответствующими природным алмазам типа 1аАВ тров и т.д.

с примесным азотом в форме центров А и В1. ДоИсследование спектров ЭПР минирующим является центр А с максимумом поглощения 1282 см-1 (см. рис. 13а,б), интенсивность Спектры ЭПР зарегистрированы для всей сепоглощения на этой длине волны составляет как рии алмазов V и VII разновидностей. На всех спекправило 40-50 см-1. Дополнительная более слабая трах фиксируется присутствие только донорного полоса расположена при 1190 см-1, она обусловлена азота (Р1-центр) и центра N3V с небольшими варианаложением полосы 1200 см-1, относящейся к А- циями интенсивностей присущих им линий. Консистеме, и полосы 1175 см-1, наиболее характерной центрация донорного азота составляет менее и интенсивной для В1 центров. Разложение спек- ppm. Характерной чертой спектров является то, что тров производилось по методике, описанной в ра- они показывают блоковое строение всех изученных боте [34]. Пересчет коэффициентов поглощения в алмазов с существенной разориентацией блоков.

концентрацию азота производился для А центров Количество блоков не превышает 5-6. Другой спес использованием соотношения NA (ppm)= цифической особенностью спектров является очень =16.5µ1282(см-1). малая ширина линий; для Р1-центра полуширина Оценка концентрации азота в форме А и В1 линий ЭПР-спектра составляет 0,16 Гс, что наблюцентров осуществлена по спектрам (рис.13а,б), заре- дается только в совершенных алмазах IIа с очень гистрированным с пластинки алмаза VII разновид- низким содержанием донорного азота. На первый ности, толщиной 0,4 мм, для которой спектры уда- взгляд это вступает в противоречие с данными лось записать с максимальной детальностью. Так, структурных исследований, свидетельствующими о для точки 1 (линия 1 на рис.12) коэффициенты по- высокой степени дефектности кристаллической реглощения равны 43 и 32,7 см-1 для 1282 и 1190 см-1 шетки изученных алмазов. Однако структурные же соответственно. Разложение дает вклад 38см-1 со особенности позволяют объяснить этот феномен:

стороны А-центров на 1282 см-1 и 16см-1 со стороны вероятно, донорный азот фиксируется в областях В1-центров на 1175-1190 см-1. Используя указанное кристаллов, прошедших рекристаллизацию и упорявыше соотношение, получаем концентрацию азота в дочивших свою структуру.

форме А равную 630 ppm. Оценка содержания азота Совершенно неожиданный результат в спекв форме В1 более неопределенная: при использова- трах ЭПР дал отжиг алмазов VII разновидности в нии соотношения Дэвиса [16] она составляет 230 нейтральной атмосфере. Эксперименты по отжигу ppm, по Е.В.Соболеву и В.И.Лисойван [36,37] – 1200 были поставлены для проверки гипотезы о вкладе ppm. Последнее значение является, скорее всего, механической обработки алмазов (высокая степень сильно завышенным. Кроме А и В1 центров в иссле- механического износа) в тушение люминесценции Минералогия, петрография, петрология Рис.13. ИК - спектры, зарегистрированные с пластинки алмаза VII разновидности (см. рис. 12): а вдоль линии I; б - вдоль линии II. Диаметр пучка 100 микрон, разрешение 1см-1.

[38]. Кристаллы отжигались в инертной атмосфере тально не зафиксировано, люминесценция не воспо 2 часа при температуре 600оС и 900оС. При 600оС становилась. Поэтому кристаллы были отожжены никаких изменений ни визуально, ни инструмен- при 900оС; при этом люминесценция также не восВестн. Воронеж. ун-та. Геология. 2000. Вып. 5(10).

становилась, однако кристаллы потемнели, а по имеют в плане форму, близкую к изометричной, с спектрам ЭПР зарегистрировано падение интенсив- элементами тригональной симметрии контуров (т.е.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.