Центр коллективного пользования «ИГЕМ-Аналитика»

Центр коллективного пользования "ИГЕМ-Аналитика" — это структурное подразделение ИГЕМ РАН, предоставляющее современные аналитические инструменты для углубленных исследований в области минералогии, геологии и материаловедения. Сотрудники центра — высококвалифицированные специалисты, в том числе доктора и кандидаты наук, с колоссальным опытом, что гарантирует высококачественное выполнение исследовательских проектов.

1. Задачи ЦКП "ИГЕМ-Аналитика"

Целью создания ЦКП "ИГЕМ-Аналитика" является предоставление научным и промышленным организациям возможностей для проведения комплексных исследований в области минералогии и материаловедения. Центр оказывает помощь в изучении морфологии минералов, руд и горных пород, а также в анализе их структурно-текстурных особенностей и элементного состава. Исследования проводятся с использованием передовых технологий, таких как порошковая рентгеновская дифрактометрия, рентгеновская флуоресценция, масс-спектрометрия, оптико-электронная спектрометрия, электронная микроскопия и др.

Особое внимание уделяется количественным методам анализа, которые являются основой для применения минералов и горных пород в различных отраслях, включая горнодобывающую, металлургическую и строительную промышленность.

2. Основные услуги и возможности ЦКП "ИГЕМ-Аналитика"

ЦКП "ИГЕМ-Аналитика" предоставляет следующие услуги, направленные на углубленные исследования минералов и синтетических материалов:

• Порошковая рентгеновская дифрактометрия (XRD)
  Этот метод применяется для определения фазового состава горных пород и синтетических материалов, а также для анализа их кристаллической структуры. Порошковая рентгеновская дифрактометрия позволяет выявлять примеси и проводить качественный и количественный рентгенофазовый анализ, что важно для оценки качества и потенциального использования материалов.
  Возможности метода:
  • Идентификация минералов.
  • Оценка фазового состава.
  • Анализ кристаллической структуры.

Приборы: Рентгеновский дифрактометр Rigaku D/MAX-2200, дифрактометр PROTO «AXRD».

• Рентгеноспектральный микроанализ
  Этот метод применяется для проведения количественного элементного анализа с использованием волнодисперсионных спектрометров.
  Возможности метода:
  • Определение химического состава твердых тел (кроме органики) размером от 15 микрометров и более (металлы, сплавы, минералы, стекла, керамика и т.д.)
  • Изучение микрохимической неоднородности твердых тел
  • Научно-исследовательские работы при решении технологических задач производства

Прибор: Рентгеновский микроанализатор JEOL JXA-8200

• Рентгенфлюоресцентный анализ (XRF)
  XRF используется для определения элементного состава образцов, что позволяет проводить быстрый и точный химический анализ минералов и горных пород, включая редкоземельные и тяжелые элементы. Этот метод применяется для оценки содержания полезных и вредных элементов в исследуемых материалах.
  Возможности метода:
  • Быстрая диагностика элементного состава почв, пород и руд.
  • Определение следовых элементов.
  • Прибор: Рентгено-флюоресцентный спектрометр «Axios Advanced».
  • Пределы обнаружения: Нижний предел количественного анализа любого компонента составляет 0.02 мас. %

• Электронная микроскопия (SEM) с энерго-дисперсионной спектрометрией (EDS) и дифракцией обратно-рассеянных электронов (EBSD)
  Электронная микроскопия используется для исследования микроструктуры минералов и руд, что позволяет получить детализированное изображение поверхности образцов. В сочетании с энерго-дисперсионной спектрометрией (EDS) эта техника позволяет строить карты распределения химических элементов, выявлять разновидности минералов и исследовать их состав. Метод дифракции обратно-рассеянных электронов (EBSD) применяется для проведения фазового анализа и построения ориентационных карт образца, что помогает изучать кристаллическую структуру и текстуру материалов.
  Возможности метода:
  • Изучение микроструктуры и текстуры.
  • Анализ поверхности минералов.
  • Составление электронных изображений с высоким разрешением.
  • Построение карт распределения химических элементов.
  • Фазовый анализ и построение ориентационных карт.

Приборы: Сканирующие электронные микроскопы «JSM-5610LV», «JSM-IT500», «EM-30AXN».

• Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой - ICP-MS
  Метод позволяет проводить точный количественный анализ следовых элементов в минералах и горных породах. Пробоподготовка производится методом кислотного разложения.
  Возможности метода:
  • Определение следовых количеств элементов в пробе.
  • Высокая чувствительность и точность.
  • Применение для геохимических исследований.
  • Прибор: Квадрупольный масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой SUPEC 7000.
  • Пределы обнаружения зависят от состава матрицы. Для стандартного образца BHVO-2 (базальт) пределы обнаружения редкоземельных элементов варьируют от 0.001 до 0.02 мкг/г.

• Эмиссионная спектроскопия с индуктивно-связанной плазмой - ICP-AES
  ICP-AES используется для одновременного анализа множества элементов в образцах, что позволяет быстро и точно определять их химический состав. Это особенно важно для геологических и минералогических исследований, где требуется анализ больших объемов данных.
  Возможности метода:
  • Одновременный анализ множества элементов.
  • Высокая пропускная способность.
  • Применение для анализа руд, почвы и воды.
  • Прибор: Оптико-эмиссионный спектрометр с индуктивно-связанной плазмой EXEC 6500.
  • Пределы обнаружения: от 0,1 до 10 мг/кг (в зависимости от элемента).

• Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой с лазерным пробоотбором - LA-ICP-MS
  Этот метод используется для анализа с высокой пространственной точностью, что позволяет исследовать локальные изменения состава минералов и горных пород с использованием лазерного пробоотбора.
  Возможности метода:
  • Прецизионный анализ с высоким пространственным разрешением.
  • Микроанализ материалов с высокой точностью.
  • Применение для геологических и минералогических исследований.
  • Прибор: Квадрупольный масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой Thermo XSeries 2 с системой лазерного пробоотбора New Wave UP213.
  • Пределы обнаружения зависят от состава матрицы. Типичное значение 0.03 ppm.

Пробоподготовка

В центре используется ряд методов пробоподготовки, включая дробление, рассеивание, истирание, электромагнитную сепарацию, разделение в тяжелых жидкостях, выделение мономинеральных фракций и др., что помогает подготовить образцы для дальнейшего анализа. Эти методы необходимы для обеспечения точности и репрезентативности результатов. Для анализов оптическими и электронно-оптическими методами изготавливаются полированные (в том числе с использованием ионного шлифования) аншлифы, шлифы и шашки.

3. Преимущества использования Центра "ИГЕМ-Аналитика"

• Доступ пользователей к высокотехнологичному оборудованию.
• Экономия времени и средств. Использование возможностей Центра помогает избежать значительных затрат на оборудование и наем дополнительных специалистов, а также ускоряет процессы аналитических исследований.
• Широкий спектр анализов. Центр предоставляет возможность комплексного анализа образцов с использованием различных методов на разных масштабных уровнях, что позволяет более точно интерпретировать результаты исследований.
• Поддержка научных и промышленных проектов. Центр активно поддерживает исследования и проекты, направленные на улучшение качества материалов и оптимизацию процессов в промышленности.

4. Структура Центра "ИГЕМ-Аналитика"

Центр включает в себя несколько ключевых подразделений:

• Научно-исследовательские лаборатории — для выполнения рентгенофазового и химического анализа, микроскопии.
• Лаборатории пробоподготовки — для дробления, рассеивания, истирания и электромагнитной сепарации.
• Комплексные испытательные установки — для проведения ICP-MS, ICP-AES, LA-ICP-MS анализов.

5. Кто может воспользоваться Центром?

Центр "ИГЕМ-Аналитика" доступен для:

• Научных сотрудников и исследовательских групп, работающих в области геологии, минералогии и материаловедения.
• Представителей промышленности, занимающихся добычей, переработкой и использованием полезных ископаемых.
• Малых и средних предприятий, ищущих возможности для научных исследований и тестирования своих продуктов.

 Все измерения в Центре "ИГЕМ-Аналитика" проводятся по аттестованным методикам, что гарантирует точность, надежность и соответствие международным стандартам. Оборудование Центра регулярно проходит техническое обслуживание и поверки. Измерения выполняются с использованием государственных стандартных образцов.