Оснащение кафедры литологии научным крупногабаритным и уникальным оборудованием


- Лаборатория первичной обработки керна
- Фотолаборатория для фотографирования керна в дневном и ультрафиолетовом керне
- Оптические микроскопы и стереомикроскопы
- Лаборатория растровой электронной микроскопии пород-коллекторов
- Лаборатория пробоподготовки
- Лаборатория рентгеновской дифрактометрии

Лаборатория первичной обработки керна

1й.png

Фотолаборатория для фотографирования керна в дневном и ультрафиолетовом керне

1й.png

Оптические микроскопы и стереомикроскопы

Оборудование используется для изучения свойств горных пород, в т.ч. фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов методами оптической микроскопии и моделирования пустотного пространства.

Стереомикроскоп
SteREO Discovery (Carl Zeiss, Германия)

2й.png

Получение качественных характеристик: описание морфологии поверхности и минерализации крупных каверн, пор, трещин. Возможность получения количественных характеристик: IMAGE-анализ. Минимальная пробоподготовка, возможность изучения неэкстрагированных образцов.
Диапазон увеличений : 7.5х-150х. Рабочее расстояние: 81мм. Human Interface Panel - элемент управления стереомикроскопом, заменяющий традиционные ручки изменения увеличения и фокусировки, позволяет сохранять различные координаты положения образца. Линейное поле зрения окуляров 10х - 23мм. Для исследования габаритных размеров может применяться штатив с выносной штангой. 

3й.png

Стереомикроскоп
SMZ 1500 (Nikon, Япония)

4й.png

Диапазон увеличений 3,75х-540х. Коэффициент трансфокации 15x, изменяемый в пределах от 0.75x до 11,25x. Новейшие объективы, позволяющие получать изображения с оптимальной четкостью и контрастностью.

Микроскоп
Axio Imager A2m (Carl Zeiss, Германия)

5й.png

Оптика скорректированная на бесконечность, высокого контраста, разрешения и цветовой коррекции (IC2S-оптика). Система освещения проходящего света: галогеновая лампа (12В, 100 Вт), блок питания внешний (M2 и Z2) и внутренний (A2 и D2); принцип Келера, светодиод LED; менеджер света. Конденсоры: Аббе, ахроматический, ахроматический апланатический, универсальный для светлого и темного поля (сухой и иммерсионный), универсальный для светлого, темного поля, фазового контраста, ДИК. Окуляры: 10х/20; 10х/23; 16х/16. Объективы: 1,25х-100х, A-Plan, Achroplan, Plan-Neofluar. Револьверное устройство для крепления 6 или 7 объективов.

6й.png

Микроскоп Axio Scope A1 (Carl Zeiss, Германия)

7й.png

Микроскопы Axio Lab A1 (Carl Zeiss, Германия)

8й.png

Система сканирования шлифов Mirax MIDI

9й.png

Многофункциональный инструмент для анализа петрографических шлифов MIRAX MIDI проводит автоматическое сканирование до 12 шлифов, помещенных в специальный лоток. В приборе используется оптика Carl Zeiss, что вместе с антивибрационной системой позволяет получать изображения хорошего качества. Изображение может быть увеличено цифровым способом на экране монитора в 40 раз. Емкость загрузки - 12 препаратов; требования к предметному стеклу - соответствие ISO Norm 8037/I: длина 75-76,2мм; ширина 24,6-25,8мм;используемый объектив - Plan-Apochromat 20x/0.8, опционально Plan-Apochromat 40x / 0.95; параметры камеры, основное сканирование: 1/3" 1024х768 пикселей; параметры камеры, быстрое сканирование: 1/2" 1392х1024 пикселей; параметры камеры, монохромное сканирование: 2/3" 1388х1040 пикселей; разрешение - 1 пиксель = 0,23мкм; автоматический и интерактивный выбор области сканирования; автофокусировка - грубая и точная с изменяемым шагом; метод контрастирования - светлое поле в проходящем свете, флуоресценция (опционально); освещение - предустановленное освещение по Келеру, 5Вт галогенная лампа; опционально флуоресценция - 120Вт ртутная лампа; программное обеспечение - Mirax Viewer и Mirax Control.

Лаборатория растровой электронной микроскопии пород-коллекторов

Растровый электронный микроскоп JSM 6610 LV (JEOL, Япония)

10й.png

Растровая (сканирующая) электронная микроскопия (РЭМ или СЭМ) позволяет проводить изучение микроморфологии и тонкой структуры поверхности различных материалов с помощью сфокусированного электронного пучка, сканирующего поверхность образца. Благодаря меньшей, чем у света, длине волны электронов, растровый (сканирующий) электронный микроскоп позволяет изучать образцы с разрешением, в десять тысяч раз превосходящим разрешение самого совершенного светооптического микроскопа, поэтому с помощью РЭМ возможно изучение объектов нанометровых размеров.

11й.png

В микроскопе JSM 6610 LV пространственное изображение составляет 3 нм, ускоряющее напряжение от 0,3 кВ до 30 кВ. Диапазон увеличений от *5 до *300 000 раз. Максимальный размер образца в диаметре до 200 мм, высота до 80 мм. Виды контраста: вторичные электроны, обратно рассеянные электроны (композиционный, топографический, теневой контрасты). Катод вольфрамовый. Столик для образцов моторизованный, с компьютерным управлением. Диапазон перемещений: Х – 125 мм, Y – 100 мм, Z – от 5 до 80 мм. наклон: от -10° до +90°, вращение 360°. 

Энергодисперсионный спектрометр (ЭДС) для электронно-зондового микроанализа X-Max (Oxford Instruments, Великобритания)

12й.png

Энергодисперсионный спектрометр (ЭДС) на данный момент является самой распространенной приставкой к электронным микроскопам. Принцип работы ЭДС заключается в следующем: пучок электронов падает на поверхность образца и взаимодействует с материалом, в результате чего возникает, в том числе, характеристическое рентгеновское излучение, которое регистрируется полупроводниковым детектором ЭДС. Система обработки сигнала затем разделяет рентгеновские фотоны по энергиям и, таким образом мы получаем полный спектр, по которому судим об элементном составе образца-мишени. Главное преимущество элементного анализа с помощью электронных микроскопов – его высокая локальность. 

13й.png

Современный ЭДС состоит из детектора (кристалл кремния, охлаждаемый элементом Пельтье), системы усиления сигнала, системы регистрации и анализа спектра, а также управляющей системы на основе персонального компьютера. X-MAX – кремний-дрейфовые (SDD) детекторы с активной площадью кристаллов 20 мм2. Внешний диаметр трубки детекторов не зависит от площади кристаллов и позволяет максимально приблизиться к образцу. Гарантированные характеристики разрешения по энергии не зависят от площади кристаллов. Определение любых элементов от бериллия. Не требуют жидкого азота для охлаждения – только подключение к электроэнергии. Охлаждение по первому требованию, за секунды. Не требуется жидкий азот для охлаждения. Гарантирована стабильность позиции пика <1eV @Mn Ka и стабильность разрешения <1eV @Mn Ka при скорости счета до 100 000имп/сек. Гарантированные характеристики по легким элементам (углерод, фтор) соответствующие стандарту ISO 15632:2002. Надежный количественный анализ при скорости счета до 250 000имп/сек.

Спектрометр для волнодисперсионного (ВД) анализа Wave 500 (Oxford Instruments, Великобритания).

14й.png

От энергодисперсионного спектрометра (ЭДС) он отличается тем, что диспергирующим элементом в нем является набор кристаллов, а детектором рентгеновских квантов - газовый пропорциональный счетчик. Волновой спектрометр регистрирует характеристическое излучение каждого элемента последовательно, позиционируя кристалл-анализатор и детектор в определенных положениях на круге Роланда, согласно закону Брегга. В результате, элементный анализ с использованием ВДС занимает много времени, но является намного более точным, нежели с использованием ЭДС. Огромным преимуществом волнового спектрометра перед энергодисперсионным являются в сотни и тысячи раз меньшие пределы обнаружения элементов. Недостатком – необходимость высокого тока пучка (который выдерживают не все материалы) и более низкая скорость анализа. Wave 500 – один из лучших в мире волнодисперсионных спектрометров (ВДС), специально сконструированных для точного количественного анализа при установке на РЭМ.
Полностью фокусированный спектрометр с радиусом окружности Роуланда 210 мм и диапазоном углов 2-тета гониометра от 33 до 135 градусов. Наклонная геометрия для снижения эффекта расфокусирования при изменении рабочего расстояния микроскопа до +/- 1мм. Четыре дифракционных кристалла в управляемой компьютером 6-ти позиционной моторизованной турели. Смена кристаллов в любой позиции. Обеспечивает анализ любых элементов от бора. Воспроизводимость позиции по длине волны +/- 0.000014нм для кристалла LiF(200). Смонтированные тандемом проточный и запаянный газовые пропорциональные счетчики. Контролируемый компьютером мотор для управления шириной приемной щели перед детекторами, контролируемый компьютером мотор для изменения позиции щели перед детекторами. Интерфейс для камеры РЭМ, включая моторизованный шлюз, для отсечения вакуумной камеры микроскопа от камеры спектрометра, контролируемый компьютером.
Методы ВДС и ЭДС по отдельности не являются универсальными для решения всех задач электронно-зондового микроанализа. ВДС обладает хорошим спектральным разрешением и чувствительностью, но это относительно медленный последовательный метод. ЭДС – высокоскоростной метод одновременного анализа, очень гибкий в применении, но даже лучшие детекторы не могут сравниться по разрешению с ВДС. Совместное использование двух спектрометров существенно повышает производительность и точность анализа, а программная среда на базе Inca гарантирует простоту и удобство управления.

Детектор картин дифракции обратно-рассеянных электронов (ДОРЭ) HKL NordlysNano (Oxford Instruments, Великобритания)

15й.png

Метод дифракции отраженных электронов (EBSD, ДОРЭ) известен также как метод дифракции Кикучи. Метод ДОРЭ долгое время оставался академическим, однако в течение последнего десятилетия, благодаря стремительному развитию компьютерной техники и систем автоматизации эксперимента, он стал широко применяться и на производстве для картирования разориентаций кристаллитов, исследования различных дефектов, дискриминации фаз, анализа текстур, размера и формы зерен, свойств границ, анализа напряжений и деформации внутри зерен.
Детектор обеспечивает высокое разрешение и чувствительность при исследовании материалов с низкой симметрией, скорость картирования (с одновременным индексированием) до 106 точек в секунду.
Преимуществом использования картин ДОРЭ является высокое пространственное разрешение. Кроме того, они позволяют разделить фазы одинакового элементного состава, но различной кристаллической структуры.

Система регистрации катодолюминесценции Gatan Chroma CL (Oxford Instruments, Великобритания)

16й.png

В процессе взаимодействия электронного пучка с материалом образца образуются, в том числе, электронно-дырочные пары, которые при рекомбинации излучают фотоны в ультрафиолетовом, видимом или инфракрасном диапазоне. Это явление получило название катодолюминесценции (КЛ). Вышеупомянутые фотоны несут в себе множество полезной для исследователя информации - об элементном и фазовом составе образца, его электронно-оптических свойствах, наличии и характере дефектов в кристаллической решетке.
Спектрометр катодолюминесценции – оптический прибор, который встраивается в камеру РЭМ и позволяет получать не только картины катодолюминесценции, но проводить анализ спектра. Диаметр области анализа при этом составляет от 100 нм до нескольких мм. Катодолюминесцентная спектроскопия широко используется для анализа зональных минералов, исследований природы окраски минералов, определения примесей малых концентраций (предел обнаружения в сотни и тысячи раз лучше, чем в традиционных рентгеновских методах).

Микротомографическая приставка для РЭМ Micro-CT (SkyScan, Бельгия)

17й.png

Микрокомпьютерная томография для СЭМ расширяет информацию о поверхности, полученную с помощью традиционных снимков СЭМ, позволяя глубже взглянуть на внутреннюю микроструктуру образца посредством неразрушающей и простой процедуры. Получение информации о внутренней микроструктуре образца посредством неразрушающей процедуры и без какой-либо дополнительной подготовки пробы. Измерение и визуализация внутренней морфологии в двухмерном и трехмерном режиме. Создает реалистичные модели для виртуального обследования образца.
Интуитивное и простое в использовании программное обеспечение для трехмерной передачи, визуализации в виде трех ортогональных сечений или срез за срезом.
Объем сканирования до 4 мм в диаметре, максимальная длина образца - 10 мм. Обнаружение деталей размером до 400 нм. Особенностью системы микро-КТ для РЭМа является CCD-камера 16 бит прямого детектирования с воздушным охлаждением, защищенная бериллиевым окном, поставляется с разрешением 512x512 или 1024x1024 пикселей. Характерное время экспонирования составляет от 2 до 4 с, возможный диапазон от 0,5 до > 100 с. Система обеспечивает восстановление в формате 32 бит с плавающей запятой со шлифами, восстановленными в формате 8 или 16 бит. Стандартный материал для рентгеновских мишеней - латунь (8-9,6 кэВ), фиксаторы для индивидуальных мишеней ƒƒ. Обнаруживаемость деталей до 400 нм; разрешение изображений с малым контрастом < 800 нм. Размер пикселя в объекте: 400 нм к 8 мкм (зависит от коэффициента увеличения).

Установка для получения поперечных срезов Cross Section Polisher (JEOL, Япония)

18й.png

Прибор используется для подготовки поперечных срезов образцов для исследований в растровом электронном микроскопе, в частности, при помощи детектора картин
дифракции обратно-рассеянных электронов или волнодисперсионного спектрометра.
Использование аргонового пучка позволяет сохранить тонкую кристаллическую структуру керна в ненарушенном состоянии с сохранением ориентации микрокристаллов, внутренних напряжений и т.д.
Использует ионный пучок с ускоряющим напряжением в диапазоне от 2 до 6 кВ; использует ионный пучок с диаметром 500 мкм; обеспечивает скорость травления на кремнии 78 мкм/час; обеспечивает возможность резки образцов с максимальным размером 11×10×2 мм (Ш× Г× В); использует турбомолекулярный насос для откачки камеры травления с производительностью 50 л/сек; использует маску для защиты края образца от травления ионным пучком; укомплектована держателем с вращением; оснащена цифровым таймером с возможностью задания времени травления в диапазоне от 1 до 999 минут; оснащена микропроцессорной системой управления ионным источником (ускоряющее напряжение и ток); имеет столик образцов с диапазоном перемещения ±3 мм × ± 3мм; имеет возможность коррекции наклона образца в диапазоне ±5º.

Установка вакуумно-морозной сушки W113-DC800 (Yamato Scientific, Япония)

19й.png

Система напыления JFC-1600 (JEOL, Япония)

20й.png

Лаборатория пробоподготовки

Линия пробоподготовки образцов для изготовления петрографических шлифов и аншлифов

21й.png


Лаборатория рентгеновской дифрактометрии

Многоцелевой полностью автоматический рентгеновский дифрактометр RIGAKU (XRD) SmartLab (Япония)

SmartLab - новейший дифрактометр высокого разрешения доступный сегодня. Возможно, самой оригинальной особенностью системы является экспертная система Guidance, которая предоставляет пользователю интеллектуальный интерфейс, который поможет вам в проведении каждого эксперимента. Это подобно присутствию эксперта возле вас. Система оснащена вертикальным θ/θ гониометром высокого разрешения, многослойными рентгеновскими зеркалами (CBO оптика), in-plane геометрией, и 9 кВт источником излучения с вращающимся анодом (опция). Автоматическая юстировка всей системы с полностью автоматизированной оптической системой и экспертным программным пакетом Guidance позволяет легко перенастраивать систему для различных задач. Полностью автоматическая юстировка, управляемая компьютером. Привод для сканирования в in-plane геометрии без перенастройки системы (опция). Фокусирующая геометрия и геометрия параллельного пучка без перенастройки системы. Возможность малоуглового рассеяния.

22й.png