علم المعادن


(system) #1

[CENTER]علم المعادن

الفحص المجهري للعينات:

[/center]

ويعتمد على مبدأ انعكاس الضوء عن سطح العينة بهدف تشكيل خيال وهمي لهذا السطح يرى من خلال العدسة العينية للمجهر
الشروط الواجب توفرهالسطح العينة من اجل خيال واضح للبلورات
1/يجب أن يكون حدود البلورة واضحة
2/أن تكون شدة الضوء المنعكس عن سطح كل بلورة مختلفة عن شدة الضوء المنعكس عن بلورة أخرى

خطوات تحضير سطح العينة للفحص:

الشحذ:
حيث يتم شحذ سطح العينة بواسطة أوراق الشحذ المتسلسلة بنعومة حبيباتها حيث نبدأ بالأوراق الخشن وننتهي بالأوراق الأكثر نعومة والغاية من الشحذ هي تنعيم سطح العينة وتسويته والتخلص من الطبقات القشرية الضارة والناتجة عن عوامل معينة
ويمكن إن يتم الشحذ إما يدويا على أوراق موضوعة على سطح أفقي ناعم أو آليا باستعمال أوراق الشحذ المثبتة على قرص دوار حيث توضع العينات فوقه بحيث تلامس ورق الشحذ أثناء دورانها


التلميع:
حيث يتم التلميع بواسطة القرص الدوار المستخدم في عملية الشحذ لكنه يكون مغطى بقطعة أو طبقة من اللباد أو قماش ذات خطوط ناعمة من أكسيد الألمنيوم ويستمر التلميع حتى يصبح السطح تماما خاليا من الاثلام والخدوش ويمكن أن يكون التلميع يدويا أو آليا حيث تتم الحركة من المحيط إلى المركز للحفاظ على المادة المستخدمة وبعد ذلك نلجأ لعملية التخريش لأن عمليتي الشحذ والتلميع اللتان نحصل من خلالهما على سطح مستوي غير كافيين لجعل السطح صالح للفحص المجهري وذلك لأن سطوح البلورات السطحية أصبحت في مستوي واحد وانعكاس الضوء عن هذه السطوح سيكون بنفس الشدة ولا يمكن في هذه الحالة التمييز بين البلورات
التخريش:
هي عملية تغطيس العينة بأحد المحالبل المخرشة والتي تختلف باختلاف العينة وغالبا ماتكون هذه المحاليل حموض مخففة بالماء أو الكحول بحيث يصبح سطح البلورة هو أقرب مستوياتها الذرية المتماسكة من السطح الأفقي أما بالنسبة للذرات الضعيفة الارتباط بالبلورة فستذوب بالمحلول المخرش بسبب وجودها بأماكن ونقاط تعاني تشوها أكبر في الهياكل الشبكية وأكثر هذه المناطق تشوها هي الزوايا والحروف الفاصلة بين البلورات المتجاورة عندئذ سيصبح لكل بلورة سطحها الخاص الذي يميل عن السطح الأصلي بزاوية تختلف عن زاوية ميل سطح البلورة المجاورة

[CENTER]وهكذا يصبح من السهل التمييز بين البلورات وذلك لأن الذوبان في المحاليل المخرشة يكون عند الحدود الفاصلة بين البلورات أما في البنية المتعددة الأطوار يكون تأثير كل من الأطوار الموجودة بالمحاليل مختلفا عن الأطوار الأخرى .

الجزء العملي :[/center]

المشروع الذي تم القيام به في المخبر:
نأخذ عينة معدنية ونقصها بالمنشار الكهربائي والذي يكون له نوعين:
1/مع تبريد ويسمى أكاديمي يستخدم عندما لانريد إن نغير الخواص الميكانيكية للمعدن
2/دون تبريد عندما نريد قص العينة فقط دون دراسة خواصها
وبعد القيام بقص العينة حصلنا على سطح مائل من الحواف الجانبية والمجهر يعكس الضوء بشكل عمودي لذلك علينا إزالة النتوءات حتى يعود السطح قائما ثم نقوم بترقيم العينة بجهاز الترقيم والمطرقة .


[CENTER]

المنشار الكهربائي

تم العمل على عدة مراحل في المخبر:[/center]

المرحلة الأولى :
في هذه المرحلة قمنا بشحذ العينة ويتم ذالك بالشكل التالي
1/تم الشحذ بشكل يدوي باستخدام أوراق الشحذ ذات الخشونة المتدرجة من الخشن حتى الأنعم 60-120 وتمثل هذه الأرقام عدد الحبيبات في 1سم2 من الورقة إذ أن النعومة تتعلق بقطر الحبيبة
تتم عملية الشحذ بضغط العينة ثم دفعها على ورقة الشحذ بحركة مستقيمة من الداخل إلى الخارج وبعد الانتهاء من شحذ العينة بأوراق الشحذ 60 ننتقل إلى أوراق 120 مع تدوير العينة بزاوية 90 والهدف هو التخلص من الاثلام والشقوق الناتجة عن عملية الشحذ
ثم ننتقل إلى أوراق 240 وأيضا بتدوير بزاوية 90 بشكل آلي وذلك باستخدام آلة ذات أقراص قابلة للدوران حيث يتم وضع ورق الشحذ على هذه الأقراص واختيار سرعة معينة ثم نبدأ عملية الشحذ مع إضافة الماء خلال فترات متباعدة من أجل تبريد العينة.
الشحذ ينقسم إلى قسمين إلى قسمين :
*الشحذ الجاف بدون استخدام الماء حيث نستخدم ورق شحذ 320 وتتم العملية من المركز إلى المحيط لإبعاد البرادة أو حبيبات البرادة المنفصلة عن سطح العينة .
*الشحذ الرطب وذلك باستخدام ورق شحذ 400 ويتم باستخدام الماء الذي يضاف إلى ورقة الشحذ من المركز إلى المحيط.
والهدف هو تبريد العينة لأن الاحتكاك الناتج يولد حرارة وكذلك لأن الماء يقوم بحمل البرادة الناتجة عن عملية الشحذ إلى الخارج وذلك بتأثير القوة النابذة
-كلما زاد الرقم زادت نعومة السطح المشغل

[CENTER]

آلة الشحذ الآلية[/center]


الشحذ يؤدي إلى زيادة كثافة الحبيبات و بالتالي يقل حجمها






المرحلة الثانية:
وبعد الانتهاء من عملية الشحذ ننتقل إلى عملية التلميع للعينة حيث يكون التلميع على قرص دوار مغطى بطبقة من الباد وذلك بعد إضافة مستحلب يحتوي على أكسيد الألمنيوم إلى القرص وتتم عملية التلميع بتحريك العينة على القرص من المحيط إلى المركز وذلك للحفاظ على المادة لأن القوة النابذة تحاول دفع
السائل المستحلب نحو المحيط والغاية من التلميع هو تلميع سطح العينة والتخلص من الأثلام و الخدوش التي يمكن أن تنتج عن عملية الشحذ .
المرحلة الثالثة :
في هذه المرحلة تتم عملية التخريش وذلك بوضع أو تغطيس سطح العينة في محلول مخرش وعادة مايكون حمض ممدد بالماء أو الكحول ولقد قمنا بتخريش العينة في محلول حمض الآزوت الممدد بحيث تكون نسبة الحمض 5% ونسبة الكحول هي 95% مع الانتباه إننا وضعنا العينة في الحمض لمدة سبع ثوان لتجنب حرق الطبقة السطحية للعينة وبعد إخراج العينة من الحمض مباشرة نغسلها بالماء دون تجفيقها إلا بالهواء فقط وذلك للحفاظ على سطح العينة نظيفا دون أي شوائب وبذالك تكون العينة جاهزة للفحص المجهري.

[CENTER]

الفحص المجهري :[/center]

حيث توضع العينة تحت المجهر المؤلف من مجموعة عدسات وهي عدسة عينية نسبة تكبيرها 10مرات عن العدسة الجسمية كما يوجد أربع عدسات جسمية نسبة تكبيرها بالترتيب10-20-40-100 فتكون نسبة تكبير المجهر هي حاصل ضرب نسبة تكبير العدسة العينية *العدسة الجسمية ويحتوي المجهرعلى عدسات ملونة وجهاز لخفض وزيادة شدة الضوء المنعكس وعتلات تدوير لتسهيل الفحص المجهري حيث يظهر تحت المجهر مناطق غامقة وهي تشكل البرليت ومناطق فاتحة تشكل الفريت ونقدر النسبة بينهما تقديراً وفي المخبر قمنا بالتقدير ب50% للفريت و60% للبرليت ونقوم بحساب نسبة الكربون وفق قانون العتلة .

[CENTER]

المجهر الالكتروني

F P

شكل العينة تحت المجهر

[/center]

40%F

[CENTER]

[/center]

F/(0,85-X)=P/(X-0,006)=100/(0,85-0,006)
40/(0,85-X)=60/(X-0,006)=100/(0,85-0,006)

[CENTER]نأخذ النسبة الثانية والثالثة فنجد

60(0,85-0,006)=100(X-0,006)

50,64=100(X-0,006)

X=0,5[/center]