фазовый анализ

ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ

определение хим. состава и количества отдельных фаз в гетерогенных системах или индивидуальных форм соед. элементов в рудах, сплавах, полупроводниках и др. Объектом Ф. а. всегда является твердое тело.

Название "Ф. а." стало доминирующим, хотя некоторые авторы продолжают использовать др. термины: вещественный, рациональный, композиционный, локально-распределит. анализ. Обилие названий — следствие историч. процесса становления Ф. а. Он возник из практич. потребностей металлургии и металловедения, с одной стороны, и горно-обогатит. про-из-ва — с другой. Позднее Ф. а. стал необходим в технологии полупроводников, при экологич. исследованиях и в производстве пищ. продуктов.

Ф. а. металлов и сплавов появился впервые в кон. 19 в. как "анализ осадка", т. е. нерастворенного остатка после обычной аналит. процедуры растворения металла в кислоте. Такие осадки состояли из карбидов и оксидов элементов, входящих в состав сталей. Осмысление результатов этого анализа послужило стимулом к поискам более точных и управляемых методов выделения как существенных фазовых составляющих — карбидов и нитридов, так и примесей неметаллич. включений — оксидов, сульфидов и т. п. В результате этого в 30-х гг. 20 в. возникли разл. варианты анодного растворения. Теория электрохим. фазового анализа сплавов была разработана только в 50-х гг. 20 в. в связи с определением интерметаллидных соед. в жаропрочных сплавах. Одновременно произошла стыковка такого Ф. а. с др. первоначально особым направлением аналит. химии в металлургии — анализом газообразующих примесей в металлах. Для Ф. а. стали использовать физ. методы, прежде всего рентгеновский фазовый анализ, электронографию, а также электронно-зондовые методы, методы эмиссионного спектрального анализа, резонансные методы (напр., ядерный магнитный резонанс).

Осн. методом Ф. а. в горной промышленности был процесс избирательного хим. растворения с помощью кислот, щелочей, солей, окислительно-восстановит. реагентов и комплексообразующих веществ. В этой области Ф. а. использовали для разработки рациональных технологий флотационного разделения и обогащения горнохим. сырья, его гидрометаллургич. обработки. При этом прежде всего стояли задачи идентификации, выявления и разделения разл. оксидных или сульфидных соед. нескольких металлов или одного металла в разных степенях окисления. Причем эти соед. могли быть не только нативными (исходными) фазами — минералами, но и виртуальными (промежуточными, т. е. изолируемыми в ходе анализа, как, напр., индивидуальные оксиды, выделяемые из сложных прир. соед. при обработке реагентами). Поэтому такой анализ можно было считать фазовым более или менее условно, а по существу он был рациональным (т. е. служил основой рациональной технологии) и вещественным, т. е. направленным на выделение и определение данного сложного или простого вещества, независимо от того, составляет ли оно с самого начала определенную фазу.

T. обр. в основе Ф. а. в металловедении лежат окислительно-восстановит. процессы, а в основе Ф. а. руд — ионные равновесия, характеризуемые произведением растворимости и константами комплексообразования, но с учетом особенностей структуры минералогич. агрегатов.

Прогресс материаловедения полупроводников, разработка детальных представлений о дислокациях, о роли нестехио-метричности твердых тел ставят новые задачи перед Ф. а. материалов, который должен давать сведения об образованиях, не являющихся фазами в классич. понимании. Эти задачи решают с помощью разл. микрозондов, оже-спектрометров (см. оже-спектроскопия) и т. д. В этих условиях целесообразно к методам Ф. а. относить все методы, связанные с выделением и микроанализом нативных и виртуальных фаз, а к вещественному, или локально-распределительному, анализу — аналит. методы, характеризующие т. наз. хим. гетерогенность (т. е. неоднородность по хим. составу) твердых тел.

^{Лит.: Физико-химические методы фазового анализа сталей и сплавов, под Ред. H. Ф. Лашко, М., 1970; Аналитическая химия полупроводников, Киш., 975; Филиппова H. А., Фазовый анализ руд и продуктов их переработки, 2 изд., М., 1975; Клячко Ю.А., Ларина О.Д., "Ж. Всес. хим. общества им. Менделеева", 1980, т. 25, № 6, с. 681–90; Данцер К., Тан Э., Мольх Д., Аналитика. Систематический обзор, под ред. Ю.А. Клячко, М., 1981; Брайнина Х. 3., Видревич M.Б., "Заводскаялаборатория", 1985, т. 51, № 1, с. 3–9; Koch W., Metallkundliche Analyse, Dusseldorf, 1965.}

_{Ю. А. Клячко}