Determination of Carbon in Carbonate-Silicate Glasses by X-Ray Spectral Microanalysis

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

A method for determining carbon content in carbonate-aluminosilicate glasses using X-ray spectral microanalysis has been proposed and implemented. To account for the contribution of the non-useful signal from the conductive carbon layer and carbon deposits formed under the electron probe to the analytical signal of the CKα line, a calibration curve was constructed using carbonate standard samples with varying carbon content. The analytical signal was based on the calculated area under the first peak of the CKα line, which allowed consideration of the influence of chemical bonds formed by carbon with oxygen and other elements on the shape and position of the CKα line. Optimal conditions for recording X-ray spectra in the CKα line region were selected for subsequent carbon determination. Linear calibrations obtained at 5 kV using carbonate standards are highly reproducible, with a relative standard deviation (sr) of analytical signal values ranging from 1–3%. The calculated detection limits for carbon using the developed method are 0.2–0.4 wt.%, with the lower limit of quantifiable content being 0.6–1.2 wt.%.

Авторлар туралы

A. Viryus

Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy, Russian Academy of Sciences

Email: mukhanova@iem.ac.ru
Chernogolovka, Moscow oblast, Russia

V. Chevychelova

Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: mukhanova@iem.ac.ru
Chernogolovka, Moscow oblast, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Morizet Y., Brooker R.A., Iacono-Marziano G., and Kjarsgaard B.A. Quantification of dissolved CO2 in silicate glasses using micro-Raman spectroscopy // Am. Mineral. 2013. V. 98. P. 1788. https://doi.org/10.2138/am.2013.4516
  2. Ni H., Keppler H. Carbon in silicate melts // Rev. Mineral. Geochem. 2013. V. 75. P. 251. https://doi.org/10.2138/rmg.2013.75.9
  3. Shimizu K., Ushikubo T., Hamada M., Itoh S., Higashi Y., Takahashi E., Ito M. H2O, CO2, F, S, Cl, and P2O5 analyses of silicate glasses using SIMS: Report of volatile standard glasses // Geochem. J. 2017. V. 51. P. 299. https://doi.org/10.2343/geochemj.2.0470
  4. Mysen B.O. and Richet P. Silicate Glasses and Melts: Properties and Structure. Elsevier, 2019. 708 p.
  5. Schanofski M., Koch L., Schmidt B.C. CO2 quantification in silicate glasses using µ-ATR FTIR spectroscopy // Am. Mineral. 2023. V. 108. P. 1346. https://doi.org/10.2138/am-2022-8477
  6. Hauri E., Wang J., Dixon J.E., King P.L., Mandeville C., Newman S. SIMS analysis of volatiles in silicate glasses. Calibration, matrix effects and comparisons with FTIR // Chem. Geol. 2002. V. 183. P. 99.
  7. Сафонов О.Г., Ширяев А.А., Тюрнина А.В., Хутвелкер Т. Структурные особенности продуктов закалки расплавов в хлоридно-карбонатно-силикатных системах по данным колебательной и рентгеновской спектроскопии // Петрология. 2017. Т. 25. № 1. С. 26. https://doi.org/10.7868/S0869590316060054
  8. Moussallam Y., Towbin W.H., Plank T., Bureau H., Khodja H., Guan Y., Ma C., Baker M. B., Stolper E. M., Naab F. U., Monteleone B. D., Gaetani G. A., Shimizu K., Ushikubo T., Lee H. J., Ding Sh., Shi S., Rose-Koga E. F. ND70 Series basaltic glass reference materials for volatile element (H2O, CO2, S, Cl, F) measurement and the C ionisation efficiency suppression effect of water in silicate glasses in SIMS // Geostand. Geoanal. Res. 2024. V. 48. P. 637. https://doi.org/10.1111/ggr.12572
  9. Bastin G.F., Heijligers H J.M. Quantitative electron probe microanalysis of carbon in binary carbides // X-ray Spectrom. 1986. V. 15. P. 135. https://doi.org/10.1002/xrs.1300150212
  10. Практическая растровая электронная микроскопия / Под ред. Гоулдстейна Дж., Яковица Х. М.: Мир, 1978. 656 с.
  11. Goldstein J.I., Newbury D.E., Echlin P. Joy D.C., Lyman C.E., Lifshin E., Sawyer L., Michael J. R. Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. USA: Springer Science, 2008. 690 p.
  12. Куликова И.М., Набелкин О.А. Определение легких элементов C, N, O в различных минералах и синтетических соединениях методом рентгеноспектрального микроанализа // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 3. С. 5. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-3-5-13
  13. Кузин А.Ю., Куприянова Т.А., Тодуа П.А., Филиппов М.Н., Швындина Н.В., Шкловер В.Я. Электронно-зондовое определение углерода в условиях образования пленки поверхностных загрязнений // Метрология. 2012. № 11. С. 24.
  14. Armstrong J.T., Donovan J.J., Carpenter P.C. CALCZAF, TRYZAF and CITZAF: The use of multi-correction-algorithm programs for estimating uncertainties and improving quantitative X-ray analysis of difficult specimens // Microsc. Microanal. 2013. V. 19 P. 812. https://doi.org/10.1017/S1431927613006053
  15. Donovan J.J. (2015) CalcZAF: EPMA calculation utility. https://github.com/ openmicroanalysis/calczaf
  16. Дерффель К. Статистика в аналитической химии. М.: Мир, 1994. 268 с.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».