مطالعات طیف شناسی فوتوالکترون اشعه X ترکیبات کروم

مطالعات طیف شناسی فوتوالکترون اشعه X ترکیبات کروم

طیف های فوتوالکترون تعدادی از اکسید های عنصر کروم و ترکیبات دیگر با انتخاب شرایط تفکیک پذیری طیفی بالا برای کاهش احتمال شارژ کردن متمایز مورد بررسی قرار گرفتند. بعضی از مجموعه ترکیبات CR(III) انتخاب شده برای مطالعه، طیف های CR 2P حاوی ساختار ظریف تولید کردند که می توانستند با چند تجزیه شناسایی شوند.
الگوهای تجزیه تولید شده برای همۀ اکسید های دو گانۀ سه ظرفیتی سه گانه مشابه بودند و سولفید هایی که الگویشان کاملا دوباره تولید شد، تجزیه آنها برای یون آزاد Cr(III) با گاپتا (Gupta) و سن (Sen) پیش بینی شد.

ساختار ظریف مشاهده شده برای ترکیباتی مانند  کلرید کروم (III) الگوی کاملا متفاوتی داشتند.

تعداد دیگری از ترکیبات کروم (III) که مطالعه شدند، ساختار ظریف توصف شده در بالا را نمایش ندادند، با وجود این شکل های خط واضح و مرکزی شکل نوک تیز قابل تولید با تناسب پروتکل ها بدست آمدند. استفاده از چنین اطلاعاتی برای تشخیص شیمی سطحی روی فولاد های کرومی بر اساس دانش طیفی اکسید های کروم (III) و هیدروکسیدها و سیستم های اکسید کروم (VI) توصیف شده است.

مقدمه

طیف شناسی فوتوالکترون اشعه X به طور گسترده برای مطالعات شیمی سطحی مورد استفاده قرار گرفته است چون دامنۀ اعماق اطلاعات، کمیت مناسب و اطلاعات خاص شیمی را برای هرعنصرشناسایی شده از طریق تغییر شیمیایی فراهم می کند.

با وجود موفقیت در تشخیص بعضی تفاوت های شیمیایی برای سیستم های خاص، پیشرفت به سوی اساس دانش وسیع گونه های شیمیایی برای اکثر عناصر به کندی صورت گرفته است. تغییرات شیمیایی در اصل برای انعکاس چگالی بار جزیی در محل اتمی خاص هستند، اما آنها فهمیده اند که اثرات ‘حالت نهایی’ در طی فوتومیژن به بسیاری سیستم ها کمک می کند.

همچنین شکل های نوک تیز مربوط به اکثر سیستم های غیر متالیک مطالعه شده گسترده بودند و به خاطر گسترش بار القا شده و تغییر پذیری، به طور ناقص تعریف شدند.

علاوه بر این تعدادی از ترکیبات مدل استفاده شده در تحقیقات گذشته ممکن است در اثر واکنش پذیری با بخار آب و اکسیژن فاسد شده باشند. سرانجام ثابت کرده اند که بان پاس منابع تحریک فوتون موجود، تفکیک نهایی طیف های فوتوالکترون تولید شده را محدود می کنند و بنا براین تعریف طیفی را تحت تاثیر قرار می دهند (در بعضی موارد خیلی شدید).

چندین دلیل وجود دارد که چرا زمان برای فعالیت عمدۀ کشف مجدد اثرات پیوند شیمیایی روی طیف های XPS مناسب است. ابتدا از یک دیدگاه تکنولوژیکی، طیف سنج الکترون تازه توسعه یافته به نام کراتوس آکیس آلترا (Kratos Axis Ultra ) کنترل غیر هم تراز شارژ کردن سطح همراه با پیشرفته ترین تفکیک طیفی، شناسایی حساسیت و باند پاس منبع تحریک کنندۀ اشعه X شرح داده شده است. دوماً اثرات حالت نهایی مانند تجزیه چند گانه و تحول اساسی می توانند ساختار ظریف اضافی در طیف های فوتوالکترون خط هسته را پرورش دهند.

سرانجام ساختارها به عنوان مقیاس هایی شناخته می شوند که می توانند مانند تغییر شیمیایی  برای شناسایی تفاوت ها در شیمی سطح مفید باشند. کار ما برای اکسیدهای آهن و نیکل در سال ۱۹۷۰ ، یکی از اولین تلاش ها برای کاربرد تجزیۀ چندگانه به این شیوه بود.

در گذشته تجزیه و تحلیل این ساختارها کار دشواری بود اما توسعه ابزار این دشواری را برطرف کرد. طیف های خط هسته ای نسبت علامت به صدا و تفکیک بهبود یافته را می توان ظرف چند دقیقه به جای ساعتها به دست آورد. دسترسی به منبع تحریک کنندۀ سینکروتون شدید تعریف بهتری در آینده وعده می دهد. ما با استفاده از سیستم قابل دسترسی کارتس (Krotos) اقدام به کشف طیف های XPS عناصر انتقال ردیف اول کرده و با عناصر آهن و کروم شروع کرده ایم.

موضوعات مورد علاقه در اینجا عبارتند از: تجزیۀ چند گانه  و تحول اساسی تغییرات طیفی خط هسته ناشی از تغییرات حالت اکسایش منظم فلز آهن، اثرات شکل زمینۀ کریستال دربارۀ فلز آهن روی چنین ساختارهایی و اثرات انتقال بار از پیوند قبلی. تعریف بهبود یافتۀ تغییرات شیمیایی و پارامترهای اوگر نیز مورد عاقه است.

سرانجام، پروتکل های آماده برای آنالیز ترکیب های شیمیایی با XPS بهبود یافتند: ترکیبات می توانند برای دوری یا حذف آب و ماده های آلوده کننده های سطح دیگر از طریق ورودشان زیر پوشش گاز بی اثر و گرما دادن آنها به آرامی رفتار کنند. هیچ طیفی را نباید قابل قبول در نظر گرفت تا وقتیکه تجمع سطح عناصر ناخالصی یا ترکیبات پایین است و تشکیل بنیادی و کمی ترکیب تحت مطالعه با آنچه که از مبحث سنجش عناصر انتظار می رود، مطابقت دارد.

این مقاله مطالعات مفصل ما دربارۀ تعدادی از ترکیبات کروم را بیشتر با حالت اکسیداسیون Cr(III) با سند و مدرک ارائه می دهد. علاقۀ اولیه ما تعریف تغییرات برای Cr(III) در ساختار کوراندم مانتر است زیرا نیکل دو ظرفیتی و آهن، هر کروم را به طور چهار وجهی در کروم های سه گانه احاطه می کنند. اخیراً تفکیک بالای طیف های Cr2p به CR2O3 توسط دو گروه انتشار یافته اند که وجود ساختار چندگانۀ از قبل مشخص شده توسط گروه ما را خاطر نشان می کنند.

مهم است که چنین اطلاعاتی گسترش یابند زیرا در گذشته تلاش های زیادی برای مربوط دانستن چنین ساختارهایی به عنوان بوجود آمدن از حالت های شیمیایی چندگانه صورت گرفته است. اطلاعات طیفی جدید دربارۀ کرومیت ها نیز مورد علاقه است زیرا چنین ساختارهایی می توانند به طور چشمگیری اکسید های سطح حاضر روی بسیاری از آلیاژهای نیکل و فولادهای ضد زنگ را معلوم کنند.

فراتر از طیف این اکسیدها، مطالعۀ هالیدهای Cr(III) اجازه می دهد اثرات زمینه لیگاند (Ligand) روی یون Cr(III) به طور مفصل بررسی شوند. چنین طیف هایی همراه با طیف های هیدروکسید، فسفات و سولفید در زیر همراه با تلاش اولیه برای آنالیز تغییرات تجزیۀ چندگانه در بافت تجزیه های یون آزاد توسط گوپاوسن (Gs) محاسبه شدند.

فهرست محتوا :

مطالعات طیف شناسی فوتوالکترون اشعه X ترکیبات کروم
مقدمه
آزمایش ابزار XPS
تدارک نمونه ها
نتایج : اکسی های کروم
سایر ترکیبات کروم

فاقد شکل و جدول