3.2. Техника эксперимента.

В спектроскопии ЭПР используют радиоспектрометры, принципиальная блок-схема кривых представлена на рис. 9. В серийных приборах частота электромагнитный . излучения задается постоянной, а условие резонанса достигается путем изменения напряженности магнитный . поля. Большинство спектрометров работает на частоте v 9000 МГц, длина волны 3,2 см, магнитный. индукция 0,3 Тл. Электромагнитный. излучение сверхвысокой частоты (СВЧ) от источника К по волноводам В поступает в объемный резонатор Р, содержащий исследуемый образец и помещенный между полюсами электромагнита NS.

Рис. 9. Блок-схема спектрометра ЭПР. К - источник СВЧ излучения, В -волноводы, Р - объемный резонатор, Д - детектор СВЧ излучения, У - усилитель, NS - электромагнит, П - регистрирующее устройство.

В условиях резонанса СВЧ излучение поглощается спиновой системой. Модулированное поглощением СВЧ излучение по волноводу (В) поступает на детектор Д. После детектирования сигнал усиливается на усилителе У и подается на регистрирующее устройство П. В этих условиях регистрируется и интегральная линия поглощения ЭПР. Для повышения чувствительности и разрешения спектрометров ЭПР используют высокочастотную (ВЧ) модуляцию (обычно 100 кГц) внешнего магнитный . поля, осуществляемую с помощью модуляционных катушек. ВЧ модуляция и спец. фаза чувствительно. детектирование преобразуют сигнал ЭПР в первую производную кривой поглощения, в виде которой и происходит регистрация спектров ЭПР в большинстве серийных спектрометров. В некоторых спец. случаях используют спектрометры, работающие в диапазоне длин волн 8 мм и 2 мм, что позволяет существенно улучшить разрешение по g-фактору (своб. радикалы, парамагнитный. ионы). 

Чувствительность современных . спектрометров достигает 10^-9 М (10¹¹ частиц в образце) при оптимальных условиях регистрации и ширине линии 10^-4 Тл. Важной характеристикой является временная шкала метода, определяемая частотой СВЧ излучения, подающегося на образец (v = 10^-10 с), что позволяет исследовать динамику в спиновых системах в диапазоне частот 10⁶-10¹⁰ c^-1.

4. Подготовка образцов, исследуемые фазы веществ.

Объектами исследования в методе ЭПР являются свободные органические и неорганические радикалы, ион-радикалы, молекулы в триплетном состоянии, комплексы переходных металлов, а также другие объекты, содержащие свободные электроны или парамагнитные центры.

Образец для исследования методом ЭПР может быть в виде раствора (жидкость), порошка (твердая фаза), или газа, т.е. паровой фазы, последний используется значительно реже. Причина состоит в том, что свободное вращение радикалов в газовой фазе приводит к размыванию спектральных линий, поэтому газообразные радикалы перед исследованием конденсируют на подложке (вымораживают), охлаждаемой жидким азотом или гелием.

4.1. Пробоподготовка в эпр-спектроскопии

Пробоподготовка - совокупность действий, целью которых является превращение объекта исследования в подходящую для экологического и химического анализа форму.

Данный процесс включает разборку проб, их первичное просушивание, термоподготовку, дробление, экстракцию, рассев, перемешивание и другие действия, направленные на повышение точности проводимых исследований.

Цель проподготовки - добиться нужного состояния вещества, а также для концентрирования или разбавления аналита и избавления его от мешающих компонентов анализу, то есть это подготовка вещества, компонентов, материалов для определенного вида анализа. Также она помогает повысить точность получаемых результатов, повысить безопасность исследования, улучшить воспроизводимость,  расширить исследуемый диапазон значений, ускорить тест и погрешность результатов.

Пробоподготовка  используется в таких областях, как материалография, микроскопия, спектроскопия, хроматография, рентгеноструктурный и рентгенофлуоресцентный анализ,  масс-спектрометрия, минералогические исследования, инструментальный и мокрый химический анализ и многих других. Оптико-эмиссионная (OES)  и рентгено-флуоресцентная (XRF) спектрометрия являются наиболее широко используемыми технологиями для анализа химического состава металлов и твердых образцов. Пробоподготовка металлов и материалов становится все более и более важной задачей, поскольку быстрое развитие и усовершенствование как программного обеспечения, так и приборов для оптико-эмиссионной (OES)  и рентгена-флуоресцентной (XRF) спектрометрии за последние несколько лет  привели к тому, что часто анализ ведется на пределе определения следовых концентраций элементов. Для этих условий критически важным является иметь правильно подготовленные образцы. 

Образцы для спектрального анализа  должны быть представительными, гомогенными и иметь ровную поверхность для того, чтобы устранить факторы, влияющие на результаты анализа. 

Для подготовки твердых металлических образцов компания ООО РВС  предлагает станки для ручной и автоматической подготовки образцов фирмы Metkon – это как небольшие  настольные дисковые шлифовальные станки для обработки поверхности, так и  автоматические фрезерные станки.  Со станками Metkon для пробоподготовки Вы всегда будете готовы к спектральному анализу. 

Среди оборудования для пробоподготовки, представленного на нашем сайте, можно выделить несколько лидеров, получивших заслуженное признание:

• Двухдисковый шлифовальный станок SPECTRAL – 350, используемый для  для подготовки спектральных образцов стали и чугуна, на двух отдельных динамически сбалансированных  дисках диам. 350мм.

• Настольный станок SPECTRAL – 200 для шлифовки поверхности, для спектроскопической подготовке сталей и чугуна.

• Маятниковый шлифовальный станок SPECTRAL – PG, применяемый для приготовления требуемых образцов.

• Автоматический фрезерный станок SPECTRAL - MM, подготавливающий исключительную поверхность в ходе подготовки образцов стали и других металлов к рентгено-флуоресцентному (XRF) и оптико-эмиссионному (OES) анализам.