№ 1 Зертханалық жұмыс
Тақырып: Кендік микроскоптың оптикалық жүйесі мен құрылысы. Жалтыратылған тастілімді дайындау
Оқу әдістері және тақырыптың міндетін шешу: кендік микроскоптың негізгі бөлшектерімен тәжірибелі танысу, студенттерді кәсіби шеберханаға апарып жалтыратылған тастілімді өнімдеуін көрсетіп және ұғыту.
Мақсаттары. Кендік микроскоптың негізгі құрылысын және оны жұмысқа дайындауын білу. Жалтыратылған тастілімді дайындап шығару туралы білу (2 сағат).
Тапсырмалар.
1. Кендік микроскоптың негізгі бөлшектерін білу.
2. Кендік микроскопты жұмысқа дайындауын білу.
3. Жалтыратылған тастілімді дайындап шығару туралы білу.
Бақылау сұрақтары.
1. Қандай негізгі бөлшегі арқылы кендік микроскопта шағылу жарық пайда болады?
2. Кендік микроскопты жұмысқа дайындау кезінде қандай бөлшектер реттелуін қажет етеді?
3. Жарқыратылған шлиф өндірудің негізгі маңызды әдістері.
Минераграфиялық микроскоптың петрографиялық микроскоптан ерекшелік айырмашылығы: 1) шағылған жарық түсіретін құрылғы – опак-иллюминатор; 2) микроскоп тубусын және жарық көзін қозғалтпай заттық үстелді жоғары және төмен қозғалтатын және фокусқа дәлдеуді жүргізетін бұранда; 3) әйнектермен жабылмаған нысандарды бақылауға арналған арнайы объективтер.
Кендік микроскоптың құрылысы. Қазіргі кезде кең қолданылатын рудалық микроскоп Полам Р-311 және Р-312, бұл бұрынғы шыққан МИН-8 және МИН-9 микроскоптардың орнына жасалып шығарылған.
Рудалық микроскоп штативтен, тубустан және үстелшеден тұрады. Бұл микроскоп құрылғылары оптикалық бөлшектер мен зерттелетін нысанның өзара байланысуына қызмет етеді.
Жарқыратылған шлифтерді зерттеу үшін шағылған жарық пайдаланады. Кендік микроскопта шағылған жарық пайда болу үшін арнайы жарық құрылғымен жабдықталған, ол опак-иллюминатор (1 сурет) деп аталады.
Жарық көзі. Жарық көзі ретінде вольфрам жіптері бар төмен вольттік шамдар қолданылады. Шам патронға бұралады, оның орналасу жағдайы арнайы центрлеу бұрандалармен реттеледі.
Түзету жарықсүзгілер опак-иллюминатор тубусының құысына қойылады және олар монохромат түс арқылы кендік минералдардың оптикалық қасиеттерін зерттеуге арналған. Әдеттегі бақылауда көк (көгілдір) сүзгі қолданылады, ол «күндізгі сүзгі» деп аталады, шамның жасанды жарығы спектірлік сипаттамасы бойынша табиғи ақ (күндізгі) жарыққа жақындайды (соның нәтижесінде электр шамның әдеттегі жарығының сары түсі жойылады). Бір үйектегішпен бақылау көк жарықсүзгемен жүргізіледі, ал айқас николдерде – жарықсүзгісіз.
1 Сурет - Опак-иллюминатордың негізгі түйіндері
1- жарық көзі; 2- конденсорлік линза; 3- жарықсүзгі; 4- апертуралық диафрагма; 5- үйектегіш; 6- далалық диафрагма; 7-рефлекторлық құрылғы; 8- микроскоп объективі; 9- жарқыратылған шлиф; 10- талдағыш; 11- окуляр. Осы бөлшектер арнайы тубуста жинақталған, ол микроскоптың негізгі тубусына бекітілген.
Апертуралық диафрагма жарық конусының бұрышын азайтады, демек нысананың жарықтығын реттейді, ол кендік минералдардың кейбір оптикалық қасиеттерін бақылағанда өте маңызды болады.
Үйектегіш әдеттегі жарық ағымының таралуын жалпақ-үйектелгенге өзгертуге арналған. Опак-иллюминатор тубусында үйектегіш айналатың таспаға орнатылған, ол оның орналасу жағдайын 90○ аралығында реттейді.
Далалық диафрагма көз аясын шектейді және бөтен жарықты әлсіздетеді.
Рефлекторлық құрылғы кендік микроскоптың ең маңызды бөлімі, оның арқасында объективтің оптикалық жүйесі арқылы жарық ағымы жалтырлатқан шлифтердің жазықтарына бағытталады. Қазіргі кендік микроскоптар жүйелерінде рефлекторлық құрылғының екі түрі қолданылады (әйнек пластина мен толық ішкі шағылу призмасы), олар тубустың тік өсіне қондырылған, ол аздаған бұрышқа айналады және тік бағытта қозғалады, онысы микроскоптың он жағында орналасқан арнайы ұстағыш арқылы керекті рефлекторды қосуға мүмкіндік береді.
Бақылайтын нысаналардан ауа кеңістікпен бөлінген төмен және орташа ұлғайтқыш объективтер (4,7; 9; 21; 40х) құрғақ деп аталады. Иммерсиялық объективтер жөоғарғы ұлғайту (11х; 30х; 95х) керекте және микроскоптың шешетін қабілетін ұлғайтуға пайдалынады Объекти және жалтыратылған шлиф аралығына ауадан жоғары сыну көрсеткіші бар бір тамшы иммерсиялық май (немесе су) құюлады. Иммерсиямен жұмыс істеу анизотропияның, қосшағылудың және түстің, сонымен қатар ішкі рефлекстердің әлсіз нәтижесін бақылауға мүмкіншілік береді.
Талдағыш микроскоп маркасына байланысты кальцит призмасы немесе поляроидты пластинамен құрасттырылған. Ол кендік минералдардың оптикалық қасиеттерін айқас николде анықтаұға арналған.
Микроскоп окуляры (әдетте 9х және 21х окулярлары қолданылады) зерттеушінің көзімен ақиқаттық нысана бейнесін көруге арналған
Жалтырлатылған шлифтерді жасау. Кен кесегін немесе керіштелген кендік минералдардың кесектерін (брикетті) егеп және кейінен жалтырлатып жасалатын жалтырлатылған шлиф беті айнадай жазықтық боп келеді. Жалтырлатылған шлифтерді жасау кендік микроскопия әдісінің ең маңызды бөлігі боп саналады. Кендік минералдарды зерттегенде жарытымды нәтиже алу үшін жалтырлатқан шлифтің жазықтықтығында ойыстар, айғыздар, жарықшалар және кеуектер мөлшері өте төмен болу керек. Осындай жазықтықта минералдық түйірлер қарым-қатынастарының өте майда бөлшектерін, пішіндерін және құрылымдарын бақылауға болады, нашар жасалған шлифтерде маңызды ерекшеліктер көрінбейді, ал сандық оптикалық және басқа өзгерістер керек емес.
Жалтырлатылған шлифті жасау процесі бірнеше сатыға бөлінеді. Олардың ішіндегі негізгілері келесілер: 1) жазықтық пайда болу үшін үлгітасты аралау; 2) шлифті жалтырлатуға дайындау үшін жасалынған жазықтықты тегістеу; 3) жалтырлату. Жалтырлатылған шлифті жасау сатылары бірнеше кезеңдерге бөлінеді, және қолмен немесе механикалық жолдарымен жалпақ тақтайлар немесе табақшалар үстінде әртүрлі өлшемі және қаттылықтары бар абразивтік ұнтақтар пайдаланып жасалады. Әр алдыңғы шлиф жасау сатыдан келесіге өткенде абразивтік ұнтақ ірілігі төмендейді (немесе дисперстігі ұлғаяды). Абразивтік ұнтақтардың ең жоғарғы өлшемі миллиметрдің оннан бір бөлігімен сипатталады, ал ең майда ұнтақтар бөлшектері микронмен өлшенеді. Абразивтік ұнтақтар құрғақ емес басқа бір сүйықтармен (жиі сумен) қолданылады, олар майлау рөлін атқарады.
Үлгітасты дайындау (кесу). Жалтырлатқан шлиф жасау үшін үлгітастан керек өлшемді пластинка кесуі, мотормен қозғалатын дискісі бар алмас арамен жасалады. Диск шындалған мыс және қоладан жасалған, шеттеріне ұсақ алмаздар шекілген (вчеканены). Қызып кетуіне қарсы жүзінің шетіне майлау материал беріледі (су немесе немесе арнайы сұйық). Үлгітас өлшемі және пішіні әртүрлі және материал сипаты мен зерттеу міндеттеріне байланысты болады. Жалтырлатқан шлиф диаметрі 2,5-3 см болғаны дұрыс. Қалындығы әдетте 1-2 см- ден қалын болмау керек.
Тегістеу. Барлық тегістеу сатыларында кендік үлгітас жазықтығын жайлап тегістейді, келесі кезеңдерінде үлгітас бетінің кедір-бұдыры азаяды. Осы процесте микроскопиялық бақылау нәтижесінде абразивтік материал бөлшектері өлшемдерінің шлиф бұдырлар дәрежесімен салыстыру жүргізіледі. Бұл процесс кендік үлгітасты өзінше механикалық «суық жасау» жүргізіледі. Жалтырлатуға дайындау немесе шлифтің бетіндегі бұдырларды өте ұсақ болғызу – тегістеудің соңғы мақсаты деп саналады. Жиі пайдалынатын тегістегіш абразивтік материалдар болатындар: кремний карбиді, электркорунд және табиғи корунда. Құрамына жоғары мөлшерде темір тотықтары кірсе корунд наждак деп аталады. Абразивтер өте ұсақ ұнтақтар түрінде болады, олар түйірлердің ірілігі бойынша бөлінеді.
Айналатың табақтар мен дөнгелектері бар автоматтық тегістеу станоктарда жасалады. Тегістеу шойын, мыс немесе қола дөңгелектердің үстінде бір немесе екі рет жасалады. Жалтырлатқан кезде шұғаны (сукно) жыртпау үшін барлық үшкір бұрыштары және томпақтар егеленеді. Келесі кезеңде абразивтік материал ұсақтау болуымен байланысты абразивтік материалдың ірісін кіргізбеу үшін бір кезеннің тегістеуі біткенде, өндеу жүргізілген кесекті суда жуып турады. Соңғы тегістеу кезеңі жетілдіру деп аталады және ол қалын әйнекте суланған наждақтың өте майдасымен (абразив 600 немесе 1200 меш) әдетте қолмен жүргізіледі.
Жалтырлату. Жалтырлату айналдырылатын шұғамен қапталған дөнгелек үстінде жүргізіледі. Шұға жоғарғы сапалы, тығыз және кішкене түгі бар болуы керек, жақсы нәтиже бильярдтық шұғаны пайдаланғанда болады. Кеннің ерекшеліктеріне қарай жалтырлату әдісін және арнайы жалтылатқыш ұнтақ таңдалады. Соңғылардың арасынан алмас, хром тотығы, алюминий тотығы және темір (крокус) тотығын қолданады. Жалтырлатқыш материалдардың барлығын сумен пайдалынады.
Жалтырлату, мата қолдануды қосқанда, бірнеше кезеңнен турады. Басты өңдеуінде 15 мкм- лік алмас абразиві еңгізілген матаны пайдалынады, оның көмегімен көптеген жазықтық деформация белдемдері, сонымен қатар терен айғыздары жойылады. Жаркыратудың ең басты кезеңі 6 мкм алмастық абразивпен жұмыс істеу болады, оны асықпай, оңделетін жазықтықты керек мөлшерде сулап және шлифке өте қатты қысымсыз жүргізу керек. Жарқырату өте қатты фазалардың терен айғыздары кетірілмегенше жүргізіледі. Ақырғы кезеңде 1 мкм алмас абразиві қолданылады, ол алмас майұнтақпен (0,25 мкм) ауысады немесе хром оксидімен (α-Al2O3-1-0,3 мкм; γ- Al2O3-0,05 мкм), оның ұнтағы сумен бұлғайды және түкті мактанын үстіне жағылады.
Керіштелген жарқыратылған шлифтерді жасау. Шашылым кенорындардың бос минералдық түйірлерінен немесе ірі үлгітастардан бөлінген түйірлерден жарқыратылған шлифтерді жасау бірнеше әдіспен жүргізіледі. Керіштейтін шәйір бір қалыпқа құюлады және содан кейін оның үстіне түйірлерді шашып еңгізеді, ал қатайғаннан кейін тегістеу және жарқырату жүргізеді.
Әдебиет: [8] б. 23-86