Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

30 lat mössbauerowskich badań meteorytów w Polsce

Gałązka-Friedman Jolanta, Jakubowska Martyna, Woźniak Marek, Brzózka Katarzyna, Grabias Agnieszka, Szopa Krzysztof

Postępy Fizyki

|

2024

|

T. 75, z. 2

3--16

PL

Spektroskopia mössbauerowska57 Fe jest jedną z najczęściej stosowanych metod badania meteorytów. Początek badań mössbauerowskich w Polsce związany jest z meteorytem Baszkówka, który spadł 25.08.1994 w okolicach Warszawy. W artykule przedstawione są niektóre wyniki 30-letnich mössbauerowskich badań meteorytów, otrzymane przez polski zespół badawczy. Do najważniejszych osiągnięć naszej grupy należy opracowanie metody klasyfikacji chondrytów zwyczajnych, które stanowią 87% meteorytów znajdowanych na powierzchni Ziemi. Metoda ta nazwana przez nas metodą 4M (od angielskojęzycznych terminów meteorites, Mössbauer spectroscopy, multidimensional discriminant analysis, Mahalanobis distance) jest metodą ilościową, wykorzystującą pewne systematyczności w mössbauerowskich widmach chondrytów zwyczajnych.1 Podstawowym elementem metody 4M jest baza danych, która w tej chwili składa się z wyników mössbauerowskich pomiarów 87 próbek meteorytów. W artykule omówione są również nowe fazy mineralne zidentyfikowane w meteorycie Morasko. Podano przykłady zastosowania spektroskopii mössbauerowskiej do odróżniania próbek meteorytopodobnych od prawdziwych meteorytów. Omówiliśmy też nasze plany związane z badaniem mechanizmu powstawania chondrytów zwyczajnych oraz z zastosowaniem spektroskopii mössbauerowskiej w przyszłych misjach kosmicznych. Te ostatnie problemy będą rozwiązywane we współpracy z czeską pracownią mössbauerowską Uniwersytetu Palackiego w Ołomuńcu.

EN

57Fe Mössbauer spectroscopy is one of the most commonly used methods for studying meteorites. The beginning of Mössbauer research in Poland is associated with the Baszkówka meteorite, which fell on 25 August 1994 near Warsaw. The article presents some of the results of 30 years of Mössbauer studies of meteorites by the Polish team. One of the most important achievements of our group is the development of a classification method of ordinary chondrites, which constitute 87% of meteorites found on the earth’s surface. This method, which we call the 4M method (meteorites, Mössbauer spectroscopy, multidimensional discriminant analysis, Mahalanobis distance), is a quantitative method that uses certain systematicity in the Mössbauer spectra of ordinary chondrites. The basic element of the 4M method is the database, which currently consists of the results of Mössbauer measurements of 87 meteorite samples. The article also discusses the new mineral phases identified in the Morasko meteorite. Examples of the use of Mössbauer spectroscopy to distinguish meteorite-like samples from real meteorites are given. Our research plans related to the study of the formation mechanism of ordinary chondrites and the use of Mössbauer spectroscopy in future space missions are also discussed. The latter issues will be undertaken in cooperation with the Mössbauer laboratory at Palacký University in Olomouc (Czech Republic).

2

Phase transitions of ferruginous minerals in the course of thermal processing of feldspar-quartz raw materials from the Sobótka region (Lower Silesia)

Lewicka E.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 1

93--110

EN

This paper presents the results of analyses of feldspar-quartz raw materials from deposits of leucogranites located in the Sobótka region. This is a successive stage of research carried out by the author on reasons for colour variation of ceramic materials obtained from them. This step encompassed the firing of sample pairs of analogous chemical composition in different conditions: in a standard cycle lasting more than 2 hours (at a maximum temperature of 1200°C), and a fast one – lasting around 50 minutes (at a max. temperature of 1260°C). The obtained ceramic bodies were analysed using the XRD method, scanning microscopy SEM-EDS and 57Fe Mössbauer spectroscopy at room temperature. The XRD investigations revealed the presence of quartz in both samples, while remnants of sodium feldspar were observed in the one fired in the fast cycle. The scanning microscopy confirmed that the principal component of the examined bodies is the aluminosilicate melt, resulting from the thermal decomposition of mainly feldspars and quartz. Single quartz grains and other minerals of high melting temperatures, i.e. zirconium, were also observed in the course of microscopic examinations. Products of other mineral phases’ transformations at high temperature, such as: titanomagnetite (spinel Fe-Ti), magnetite, biotite, xenotime, sphalerite as well as probably chlorites and garnets, were also relatively frequent. Mössbauer studies demonstrated the presence of three basic components constituting 30% (each) of the spectra, i.e. Fe2O3 (presumably hematite), Fe3+ ions (dispersed in aluminosilicate glassy phase), and nanocrystalline or amorphous oxide phase of iron (Fe-O). Some relatively small amounts (5 and 10%) of mixed valence iron cations (Fe2+/3+) that are not expected to influence the colour difference between samples after firing were also found. A paramagnetic doublet referring to them can be attributed to a titanomagnetite spinel or products of its thermal decomposition. The above-mentioned observations and examinations lead to the finding that the main reason for colour variation in the examined bodies as well as their different microstructure and advancement of phase transitions in the course of firing are different conditions of thermal treatment. These probably also influenced the forms in which iron and other colouring elements occur in the samples studied.

PL

Opracowanie przedstawia wyniki badań kopaliny skaleniowo-kwarcowej pochodzącej ze złóż leukogranitów z rejonu Sobótki. Jest to kolejny etap prowadzonych przez autorkę badań nad wpływem składu chemicznego i mineralnego tych utworów na barwę uzyskanych z nich tworzyw ceramicznych. Obejmował on wypalanie par próbek o analogicznym składzie chemicznym w odmiennych warunkach: w cyklu standardowym, trwającym ponad 2 godziny (w maksymalnej temperaturze 1200°C), oraz szybkim, około 50-minutowym (w maks. 1260°C). Uzyskane tworzywa zostały poddane analizie rentgenowskiej, a także badaniom metodą mikroskopii skaningowej SEM-EDS i spektroskopii mössbauerowskiej w temperaturze pokojowej. Analiza rentgenowska ujawniła obecność kwarcu w obu próbkach, a w przypadku pastylki wypalonej w krótkim cyklu – również reliktów skalenia sodowego. Badania skaningowe potwierdziły, że podstawowym składnikiem badanych tworzyw jest stop glinokrzemianowy, który powstał w wyniku termicznego rozkładu głównie skaleni i częściowo kwarcu. W toku obserwacji stwierdzono obecność pojedynczych ziaren kwarcu oraz innych minerałów cechujących się wysoką temperaturą topienia, takich jak cyrkon. Stosunkowo często obserwowano także produkty przeobrażenia pod wpływem wysokiej temperatury innych faz mineralnych, takich jak: tytanomagnetyt (spinel Fe-Ti), biotyt, ksenotym, sfaleryt oraz przypuszczalnie chloryty i granaty. Badania mössbauerowskie wykazały obecność w tworzywie trzech równorzędnych składowych o względnych zawartościach rzędu 30% każda: Fe2O3 (przypuszczalnie hematyt), kationów Fe3+ (rozproszonych w stopie glinokrzemianowym) oraz słabo krystalicznej względnie amorficznej fazy tlenkowej żelaza (Fe-O). Stwierdzono również występowanie podrzędnej ilości kationów żelaza o mieszanej walencyjności (Fe2+/3+), których względny udział w obu próbkach jest niewielki (10 i 5%) i – jak się przypuszcza – nie może przesądzać o zróżnicowaniu ich zabarwienia. Odpowiadający im dublet paramagnetyczny ma przypuszczalnie związek z obecnością tytanomagnetytu lub produktów jego rozkładu termicznego. Powyższe obserwacje i uzyskane wyniki badań skłaniają do stwierdzenia, że główną przyczyną zróżnicowania barwy próbek są odmienne warunki ich obróbki termicznej, w wyniku czego uzyskano tworzywa różniące się stopniem spieczenia oraz zaawansowania przemian fazowych , co zapewne rzutowało na formę związania żelaza i innych pierwiastków barwiących.

3

Wpływ składu chemicznego leukogranitów z rejonu Sobótki (Dolny Śląsk) na barwę uzyskanych z nich tworzyw ceramicznych

Lewicka E.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 92

105--115

PL

Artykuł przedstawia rezultaty kolejnego etapu badań próbek leukogranitów pochodzących ze złóż zlokalizowanych w masywie Strzegom-Sobótka na Dolnym Śląsku: Pagórki Wschodnie, Pagórki Zachodnie, Stary Łom i Strzeblów I. Celem prowadzonych prac jest ustalenie przyczyn zróżnicowania barwy próbek po wypaleniu w 1200ºC. Omawiany etap obejmował wykonanie pełnej analizy chemicznej na zawartość pierwiastków głównych i śladowych wszystkich próbek oraz badania metodą spektroskopii mössbauerowskiej dwóch z nich. Analiza składu chemicznego wykazała, że najciemniejszym zabarwieniem charakteryzują się próbki o najwyższych zawartościach składników barwiących: Fe2O3, MnO, Th, U, Ce i Nd oraz V, przy relatywnie niskim udziale TiO2. Badania mössbauerowskie ujawniły przewagę ilościową Fe2+nad Fe3+ w próbce o ciemniejszej barwie i wysokim udziale Fe2O3, podczas gdy parametry jej widma sugerują, że Fe2+ może zajmować pozycję oktaedryczną, co prawdopodobnie jest źródłem zimnego błękitnawego odcienia. W drugiej z analizowanych próbek, o niższej zawartości Fe2O3 i relatywnie wysokim udziale TiO2, Ce i Nd, dominują natomiast kationy Fe3+ przypuszczalnie w koordynacji tetraedrycznej, powodując jej ciepły, czerwonawy odcień. Powyższe obserwacje i uzyskane wyniki badań skłaniają do stwierdzenia, że pojawienie się określonego zabarwienia próbek po wypaleniu należy wiązać z obecnością jonów metali przejściowych na różnym stopniu utlenienia, niektórych REE i aktynowców w strukturze minerałów.

EN

The article presents the results of successive stage of research of leucogranite samples coming from deposits of leucogranites located in the Strzegom-Sobótka massif in Lower Silesia: Pagórki Wschodnie, Pagórki Zachodnie, Stary Łom, and Strzeblów I. The goal of this examination is establishing the causes of color variation of these samples after firing at 1200° C. This step encompassed a detailed chemical analysis for main and trace elements contents of all investigated samples as well as Mössbauer studies of two of them. The chemical analysis reveals that the darkest samples are characterized by the highest contents of the following coloring components: Fe2O3, MnO, Th, U, Ce, Nd, and V, accompanied by a relatively low amount of TiO2. The Mössbauer studies demonstrated the quantitative predominance of Fe2+ over Fe3+ in the sample of relative darker hue with a high content of Fe2O3, while its spectra parameters suggest that Fe2+ is located in octahedral coordination that can result in cold blue tint. Cations Fe3+ (located probably in the tetrahedral position) prevail in the other analyzed sample that contain less Fe2O3 and a relatively high content of TiO2, Ce, and Nd. This probably causes a warm, reddish shade of the sample. The above-mentioned observations and examinations lead to the finding that the color of the analyzed samples after firing originates from ions of transition elements of various valence states, as well as some REE and actinides in the structure of minerals.

4

The studies of granitoids from the Sobótka region in light of theories of the origin of colour in minerals

Lewicka E.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2016

|

T. 32, z. 1

55--69

EN

The article presents the results of the studies of 19 feldspar-quartz raw materials samples, coming from deposits located in the Sobótka region, in light of four distinct physical theories explaining mechanisms for creating the colour of minerals. This is a successive stage of research carried out by the author on reasons for colour variation of samples after firing at 1200°C. This step encompassed a detailed chemical analysis for main and trace elements contents of all the investigated samples as well as Mössbauer studies of two of them. The chemical analysis reveals that the darkest samples are characterised by the highest contents of the following colouring compounds and elements: Fe2O3, MnO, Th, U, Ce, Nd, and V, accompanied by a relatively low amount of TiO2. The Mössbauer studies demonstrated the quantitative predominance of Fe2+ over Fe3+ in the sample of a relatively darker hue with a high Fe2O3 content, while its spectra parameters suggest that Fe2+ is located in octahedral coordination that can result in a cold blue tint. Cations Fe3+ (located probably in the tetrahedral position) prevail in the other analysed sample that contain less Fe2O3 and a relatively high content of TiO2, Ce, and Nd. This probably causes a warm, reddish shade of the sample. The above-mentioned observations and examinations lead to the finding that, at this stage of the investigations, the crystal field theory could be the best suited for the interpretation of colour of the studied samples. This formalism associates the colour origin with ions of the transition elements, some REE and actinides located in the structure of minerals, and their ability to selectively absorb visible light.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań 19 próbek kopaliny skaleniowo-kwarcowej pochodzących ze złóż granitoidów z rejonu Sobótki w świetle czterech teorii fizyki, tłumaczących mechanizmy tworzenia się barw minerałów. Jest to kolejny etap prowadzonych przez autorkę badań nad przyczynami zróżnicowania zabarwienia tych próbek po wypaleniu w 1200°C. Obejmował on wykonanie pełnej analizy chemicznej na zawartość pierwiastków głównych i śladowych wszystkich próbek oraz badania metodą spektroskopii mössbauerowskiej dwóch z nich. Analiza składu chemicznego wykazała, że najciemniejszym zabarwieniem charakteryzują się próbki o najwyższych zawartościach składników i pierwiastków barwiących: Fe2O3, MnO, Th, U, Ce i Nd oraz V, przy relatywnie niskim udziale TiO2. Badania mössbauerowskie ujawniły przewagę ilościową Fe2+ nad Fe3+ w próbce o ciemniejszej barwie i wysokim udziale Fe2O3, podczas gdy parametry jej widma sugerują, że Fe2+ może zajmować pozycję oktaedryczną, co prawdopodobnie jest źródłem zimnego błękitnawego odcienia. W drugiej z analizowanych próbek, o niższej zawartości Fe2O3 i relatywnie wysokim udziale TiO2, Ce i Nd, dominują natomiast kationy Fe3+ przypuszczalnie w koordynacji tetraedrycznej, powodując jej ciepły, czerwonawy odcień. Powyższe obserwacje i uzyskane wyniki badań skłaniają do stwierdzenia, że najbardziej przydatna do interpretacji barwy badanych próbek granitoidów z okolic Sobótki – na tym etapie badań – jest teoria pola krystalicznego. Wiąże ona pojawienie się określonego zabarwienia z obecnością jonów metali przejściowych, niektórych REE i aktynowców w strukturze minerałów, oraz ich zdolnością do selektywnej absorpcji światła widzialnego.

5

Optymalizacja własności magnetycznych w amorficznych i nanokrystalicznych stopach typu Fe-Hf-B

Lesz S., Szewieczek D.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2005

|

Vol. 72, nr 3

194--201

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu kontrolowanej krystalizacji na strukturę i własności magnetyczne wyj ściowych amorficznych i nanokrystalicznych stopów typu Fe-Hf-B. Przeprowadzone badania wykazały, że istnieje możliwość optymalizacji własności magnetycznych przez wykorzystanie kontrolowanej krystalizacji fazy amorficznej związanej z utworzeniem krystalicznej fazy a Fe w osnowie amorficznej w stopie o wyjściowej strukturze amorficznej, jak również przez zwiększenie udziału objętościowego fazy a Fe w stopie o wyjściowej strukturze nanokrystalicznej.

EN

The paper presents the influence of controlled crystallization on the structure and magnetic properties of the initial amorphous and nanocrystalline Fe-Hf-B alloy. The imestigations have shown the possibility of Optimization of soft magnetic properties by the use of the controlled crystallization of the amorphous phase. The crystallization is related with the forming of the crystalline aFe phase in the amorphous matrix (in the initial amorphous alloy) as well as with the increase of the volume fraction of the aFe phase in the initial nanocrystalline alloy.