Physikalisch-chemische Untersuchungsmethoden in den Geowissenschaften: 1 Mikroskopische, analytische und massenspektrometrische Methoden : mit 15 Tabellen
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Schweizerbart
2000
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| Beschreibung: | XII, 252 S. Ill., graph. Darst. |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Vorwort: Georg Amthauer und Miodrag K. Pavicevic......................................................... V
Liste der Autoren................................................................................................................... XI
1 Einführung
1.1 Allgemeines zu den physikalisch-chemischen Untersuchungsmethoden
in den Geowissenschaften.......................................................................................... 1
Miodrag K. Pavicevk:
1.2 Analytische Eigenschaften......................................................................................... 2
Miodrag K. Pavicevic
1.3 Probennahme und Probenvorbereitung...................................................................... 4
Miodrag K. Pavicevic
1.3.1 Einleitung................................................................................................................... 4
1.3.2 Probe.......................................................................................................................... 4
1.3.3 Probennahme.............................................................................................................. 5
1.3.4 Probenvorbereitung.................................................................................................... 5
1.4 Meßgenauigkeit und Meßfehler................................................................................. 6
Miodrag K. Pavicevic
1.4.1 Einleitung und Grundbegriffe.................................................................................... 6
1.4.2 Die Klassifizierung der Meßabweichungen............................................................... 7
1.4.3 Gauß sche Normalverteilung..................................................................................... 7
1.4.4 Auswertung direkter Messungen................................................................................ 8
1.4.5 Signifikante Zahl der Ziffern...................................................................................... 10
1.4.6 Bezeichnungen von dezimalen Vielfachen und Teilen............................................... 11
1.4.7 Zusammenfassung...................................................................................................... 11
2 Mikroskopische Methoden
2.1 Optische Mikroskopie (OM)...................................................................................... 13
Olaf Medenbach und Heinz-Jürgen Bernhardt
2.1.1 Polarisationsmikroskopie........................................................................................... 13
2.1.2 Auflichtmikroskopie.................................................................................................. 18
2.1.3 Sonderverfahren......................................................................................................... 25
2.2 Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)............................................................ 28
Michael Czank
2.2.1 Einführung.................................................................................................................. 28
2.2.2 Physikalische Grundlagen des TEM.......................................................................... 28
VIII Inhaltsverzeichnis
2.2.3 Abbildungsmethoden................................................................................................. 34
2.2.4 Analytische Methoden im TEM................................................................................. 37
2.2.5 Präparation................................................................................................................. 41
2.2.6 Anwendungsbeispiele................................................................................................ 43
2.3 Rasterelektronenmikroskopie (REM)........................................................................ 52
Rochus Blaschke
2.3.1 Einleitung................................................................................................................... 52
2.3.2 REM-Analyse einer Flugasche.................................................................................. 52
2.3.3 Gefügeentwicklung der Bindemittelmatrix................................................................ 57
2.3.4 Das Langzeitverhalten von Mineralphasen im Mikrobereich.................................... 61
2.4 Raster-Auger Elektronenmikroskopie (RAEM)......................................................... 67
Siegfried Hoffmann
2.4.1 Qualitative RAEM...................................................................................................... 67
2.4.2 Quantitative RAEM.................................................................................................... 70
2.4.3 Anwendungsbeispiel für die RAEM (SAM).............................................................. 73
2.4.4 Tiefenverteilungsanalyse............................................................................................ 73
2.4.5 Anwendungsgebiete und Vergleich ESCA - RAEM................................................. 75
2.5 Raster-Tunnel und Raster-Kraft Mikroskopie (RTM und RKM)............................... 76
Carrick M. Eggleston, Stephan J. Hug
2.5.1 Einführung.................................................................................................................. 76
2.5.2 Physikalische Grundlagen und Meßprinzip der Methode.......................................... 76
2.5.3 Kurzbeschreibung und Funktion der Geräte.............................................................. 77
2.5.4 Probenpräparation...................................................................................................... 82
2.5.5 Wichtigste Anwendungsbeispiele in den Geowissenschaften.................................... 82
2.6 Ionen-Mikroskop (IM)............................................................................................... 85
Frank J. S tadermann und Christine Floss
2.6.1 Einführung.................................................................................................................. 85
2.6.2 Physikalische Grundlagen und Meßprinzip............................................................... 85
2.6.3 Anwendungsbeispiele................................................................................................ 87
2.7 Spaltspurenmethode (SSM)....................................................................................... 88
Ewald Hejl
2.7.1 Einleitung................................................................................................................... 88
2.7.2 Theoretische Grundlagen der Spaltspurendatierung.................................................. 88
2.7.3 Spurenstabilität und Altersinterpretation.................................................................... 89
2.7.4 Instrumentelle Voraussetzungen................................................................................. 91
2.7.5 Probenbearbeitung und Alterskalibrierung................................................................ 92
2.7.6 Anwendungsbeispiele................................................................................................ 94
3 Analytische Methoden
3.1 Atomabsorptionsspektrometrie (AAS)....................................................................... 97
Hartmut Heinrichs
3.1.1 Einleitung................................................................................................................... 97
3.1.2 Physikalische Grundlagen der Atomabsorptionsspektrometrie................................. 97
3.1.3 Funktionsweise eines Atomabsorptionsspektrometers............................................... 98
Inhaltsverzeichnis IX
3.1.4 Untergrundkompensation........................................................................................... 101
3.1.5 Störungen durch Matrixeinflüsse............................................................................... 103
3.1.6 Aufschlußverfahren.................................................................................................... 105
3.2 Atomemissionsspektrometrie (AES).......................................................................... 108
Hartmut Heinrichs
3.2.1 Einleitung................................................................................................................... 108
3.2.2 Physikalische Grundlagen der Emissionsspektrometrie............................................ 108
3.2.3 Funktionsweise eines Emissionsspektrometers.......................................................... 109
3.2.4 Störungen................................................................................................................... 113
3.2.5 Aufschlußverfahren.................................................................................................... 114
3.3 Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)............................................................................. 115
Klaus Weber-Diefenbach
3.3.1 Einführung.................................................................................................................. 115
3.3.2 Methodische Grundlagen........................................................................................... 115
3.3.3 Apparative Grundlagen.............................................................................................. 120
3.3.4 Anwendung der Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) in den Geowissenschaften....... 125
3.4 Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA)..................................................................... 132
Miodrag K. Pavicevic
3.4.1 Einführung.................................................................................................................. 132
3.4.2 Prinzip und Meßsignale bei ESMA............................................................................ 132
3.4.3 Beschreibung und Funktion der ESMA Geräte.......................................................... 135
3.4.4 Qualitative Elektronenstrahlmikroanalyse................................................................. 135
3.4.5 Quantitative Analyse.................................................................................................. 136
3.4.6 Analyse der leichten Elemente bzw. der weichen und ultraweichen
Röntgen-Strahlung..................................................................................................... 140
3.4.7 Probenvorbereitung.................................................................................................... 141
3.4.8 Anwendung in den Geowissenschaften...................................................................... 141
3.5 PIXE-Analytik mit der Protonenmikrosonde............................................................. 142
Manfred Niecke
3.5.1 Einleitung................................................................................................................... 142
3.5.2 Physikalische Grundlagen und Prinzip...................................................................... 143
3.5.3 Kurzbeschreibung und Funktion der Protonenmikrosonde........................................ 146
3.5.4 Probenvorbereitung.................................................................................................... 147
3.5.5 Wichtigste Anwendungen in den Geowissenschaften................................................ 148
3.6 Neutronenaktivierungsanalyse (NAA)....................................................................... 151
Ernst Pernicka
3.6.1 Prinzip........................................................................................................................ 151
3.6.2 Neutronenquellen....................................................................................................... 152
3.6.3 Meßtechnik................................................................................................................. 154
4 Massenspektrometrie
4.1 Einleitung zu den massenspektrometrischen Methoden............................................ 159
Renaat Gijbels und Annemie Adriaens
4.1.1 Einführung.................................................................................................................. 159
X Inhaltsverzeichnis
4.1.2 Ionisierungsprozesse in der Massenspektrometrie..................................................... 160
4.1.3 Ionenextraktion und Ionentrennung........................................................................... 164
4.1.4 Ionennachweis............................................................................................................ 168
4.2 Isotopenmassenspetrometrie (IMS)........................................................................... 170
Wolfgang Todt
4.2.1 Einführung.................................................................................................................. 170
4.2.2 Geochemie der stabilen Isotope................................................................................. 170
4.2.3 Methoden der geologischen Altersbestimmung (Geochronologie)............................ 178
4.3 Multielementmassenspektrometrie (MMS)............................................................... 188
Klaus Peter Jochum, Renaat Gijbels und Annemie Adriaens
4.3.1 Einführung.................................................................................................................. 188
4.3.2 Funkenmassenspektrometrie...................................................................................... 188
4.3.3 Laserionisationsmassenspektrometrie........................................................................ 195
4.3.4 Massenspektrometrie mit induktiv gekoppelter Plasmaionisation (ICP-MS)............ 197
4.4 Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS)........................................................... 204
Frank J. Stadermann und Christine Floss
4.4.1 Einführung.................................................................................................................. 204
4.4.2 Physikalische Grundlagen und Meßprinzip............................................................... 204
4.4.3 TOF-SIMS.................................................................................................................. 210
4.4.4 Probenvorbereitung.................................................................................................... 210
4.4.5 Anwendungsbeispiele................................................................................................ 210
4.5 Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS)............................................................. 214
Walter Kutschera
4.5.1 Einführung.................................................................................................................. 214
4.5.2 Meßprinzip von AMS................................................................................................. 215
4.5.3 AMS am Beispiel der Altersbestimmung mit I4C...................................................... 217
4.5.4 Probengröße............................................................................................................... 218
4.5.5 Probenpräparation...................................................................................................... 219
4.5.6 AMS-Messungen von anderen Radionukliden.......................................................... 221
4.5.7 Beschleunigertyp........................................................................................................ 221
4.5.8 Anwendungen in den Geowissenschaften.................................................................. 222
4.6 Massenspektrometrie Organischer Verbindungen (OMS).......................................... 223
Norbert Vavra
4.6.1 Einführung.................................................................................................................. 223
4.6.2 Grundlagen und Prinzip der Methode........................................................................ 223
4.6.3 Beschreibung und Funktion des Gerätes.................................................................... 226
4.6.4 Probenvorbereitung.................................................................................................... 229
4.6.5 Anwendungsbeispiele................................................................................................ 230
5 Literaturverzeichnis............................................................................................. 233
6 Sachwörterverzeichnis......................................................................................... 248
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