Процессы контактной электризации и рассеяния рентгеновского излучения в кристаллах природного алмаза

• Автор: Рябов, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 196 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Физические свойства кристаллов природного алмаза

1.2 Классификация кристаллов природного алмаза

1.3. Электрофизические свойства алмазов

1.3.1. Электропроводность и уровни захвата в природном алмазе

1.3.2. Электронная структура поверхности алмаза

1.3.3. Экспериментальные исследования процесса контактной электризации кристаллов природного алмаза

1.4. Взаимодействие рентгеновского излучения с алмазом

1.4.1. Рассеяние и поглощение рентгеновского излучения веществом

1.4.3. Рентгеноабсорбционный и рентгенорадиометрический методы обнаружения кристаллов природного алмаза
1.5.3. Рентгенорадиометрический метод обнаружения природных алмазов
1.5. Выводы и постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Общая постановка задачи
2.2. Стенд для измерения трибоэлектрического заряда
2.2.1. Измерение величины трибоэлектрического заряда
2.2.1. Метод бесконтактного измерения трибоэлектрического заряда
2.2.3. Анализ погрешности метода измерения трибоэлектрического заряда
минерала
2.2.4.0бработка результатов измерений трибоэлектрического заряда
2.3. Установка для исследования электрических и люминесцентных свойств кристаллов
2.4. Экспериментальная установка для исследования процессов взаимодействия рентгеновского излучения с кристаллом алмаза

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОЙ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ КРИСТАЛЛОВ ПРИРОДНОГО АЛМАЗА
3.1. Общая постановка задачи
3.2. Измерение величины трибоэлектрического заряда кристаллов алмаза
3.2.1. Влияния условий эксперимента на величину трибоэлектрического заряда
3.2.2. Измерение трибоэлектрического заряда кристаллов алмаза
3.3. Исследование кинетики накопления трибоэлектрического заряда при контактной электризации кристаллов алмаза
3.4. Влияние внешних воздействий на процесс контактной электризации кристаллов алмаза
3.4.1. Влияние облучения на процесс контактной электризации кристалла алмаза
3.4.2. Контактная электризации кристалла алмаза во внешнем электрическом поле
3.5. Исследование возможных уровней в зонной структуре алмаза, участвующих в запасании трибоэлектрического заряда
3.6. Определение энергии активации методом термостимулированного тока
3.7. Зонная модель процесса контактной электризации кристалла алмаза
3.8. Модель накопления и релаксации неравновесного трибоэлектрического
заряда
ГЛАВА 4. ПРОЦЕССЫ РАССЕЯНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В КРИСТАЛЛАХ ПРИРОДНОГО АЛМАЗА
4.1. Общая постановка задачи
4.2 Анализ сигналов, регистрируемых сцинтилляционными блоками детектирования экспериментальной установки
4.3. Модель для численного расчета интенсивности рассеянного излучения на кристалле алмаза и минералах сопутствующей породы
4.4. Расчет диаграмм направленности рассеянного излучения на кристалле алмаза

4.5. Расчет диаграмм направленности рассеянного излучения на минералах сопутствующей породы
4.6. Анализ пространственно-временных закономерностей рассеяния рентгеновского излучения на кристаллах алмаза и минералах сопутствующей
породы
ГЛАВА 5. СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРИРОДНЫХ АЛМАЗОВ НА ОСНОВЕ РЕГИСТРАЦИИ ВЕЛИЧИНЫ ТРИБОЗАРЯДА И ПРОЦЕССОВ РАССЕЯНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
5.1. Трибоэлектрометрический метод обнаружения природных алмазов
5.1.1. Обоснование трибоэлектрометрического метода сепарации алмазосодержащих руд
5.1.2. Система обнаружения электрометрического сепаратора алмазосодержащих руд
5.1.3. Формирования признака разделения сигналов в системе обнаружения на основе измерения трибоэлектрического заряда минералов
5.1.4. Обработка сигнала в тракте регистрации трибоэлектрометрическбго сепаратора
5.1.5. Двухканальный тракт регистрации трибоэлектрометрического сепаратора

5.2. Рентгенорадиометрический метод обнаружения природных алмазов
5.2.1. Принцип действия системы обнаружения
5.2.2. Алгоритмы обработки сигналов и принятия решения в системе
обнаружения с двухдетекторной РОС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Публикации по теме диссертации
Приложение 1. Аналитический расчет сигнала датчика заряда с расположением электродов в одной плоскости

Зерно минерала 3 при движении частично перекрывает плоскопараллельный луч рентгеновского излучения, в результате чего интенсивность излучения, подающего на детектор, уменьшается.
В работе [76] рассмотрены условия разделения полезного минерала максимального размера г/тах (алмаза) от сопутствующего минерала минимального размера с1тт (на примере известняка СаСОз) для следующих соотношение между размерами минералов и поля зрения детектора, образованного прямоугольным вырезом в коллиматоре с размерами й, (высота) и 1а (ширина):
1. 1а > с1тах, кл > с!тах. При указанных размерах поля зрения детектора, минерал в процессе своего движения не полностью перекрывает поле зрения детектора по высоте и максимальное значение величины поглощения пропорционально с12.
2. 1а > с1тгх, ки < с1тт. В данном случае минерал полностью перекрывает поле зрения детектора по высоте и максимальное значение величины поглощения пропорционально с/ /, ~ с{.
Условие разделения всех сопутствующих минералов от алмазов в этом случае выражается неравенством [76]:

-(апЯ1 +Ьп )р„с/тач

-{асА} +1>с)Рст
+ /?-1>0.
(1.15)
В (1.15) Р

V стт J

случая 1 и р - для слу-

= а„/13 + +Ъ,
М„„, = ап% + ь„ > массовые
коэффициенты поглощения излучения с длиной волны Я. Неравенству (1.15) удовлетворяет множество значений
Рис. 1.9. Условия применимости метода рентге-ноабсорбционной сепарации [76].