элементарных ячеек доломита.

На рис. 11 изображены теоретически рассчитанные кривые распределения интенсивности рассеяния рентгеновских лучей пятью разными областями когерентного рассеяния, сумма которых приведена на рис. 12.

Данный вариант набора коэффициентов (см. подпись под рис. 11), на которые умножались нормированные на соответствующие формульные единицы значения интенсивностей рассеяния

из элементарной ячейки доломита и ее частей (1/6, 1/3, 2/3), показали, что ход зависимости интенсивности рассеяния от модуля дифракционного вектора похож на ход аналогичных кривых, рассчитанных для кальцита. Различие наблюдается лишь в положениях интерференционных максимумов, которое обусловлено разницей в периодах решетки кальцита и доломита (см. выше).

Поэтому, в процедуре метода последовательных приближений экспериментальной кривой распределения образцом диопсида, помолотым в СО2, к теоретической кривой, рассчитанной как сумма (с соответствующими коэффициентами) распределений интенсивности рассеяния областями упорядочения по типу диопсида, кальцита и кластера с составом MgSi2O5, были использованы также интенсивности рассеяния кластерами, сформированными из частей

кластерами, соответствует ситуации, когда экспериментальная и теоретическая кривые наиболее близки друг к другу в достаточно широком интервале углов рассеяния. Степень корректности этих коэффициентов можно оценить, вычислив химический состав модели исследуемого материала, следующим образом:

По атомам Са: 0.8 + 0.4 + 0. + 0.1 + 0.1 = 1.4

По атомам Mg:0.0 + 0.4 + 0.3 + 0.1 + 0.1 = 0.9

По атомам Si:0.0 + 0.8 + 0.6 + 0.0 + 0.0 = 1.4

По атомам С:0.8 + 0.0 + 0. + 0.2 + 0.2 = 1.2

По атомам O:2.4 + 2.4 + 1.5 + 0.6 + 0.6 = 7.5

Таким образом, теоретическая картина рассеяния, вычисленная в предположении механической смеси областей когерентного рассеяния пяти типов (рис.12) соответствует материалу с составом Ca14Mg0.9Si1.4C12O7.5. Экспериментально измеренная интенсивность рассеяния нормирована на состав CaMgSi2C13O86. Такая формульная единица получается при условии, что все различие в плотности образцов (21.4 масс.%) обусловлено поглощением СО2 (на одну формульную единицу диопсида приходится примерно 1.3 молекулы углекислого газа).

Учитывая качественный характер модели механической смеси для описания наблюдаемой картины рассеяния, можно считать найденные оценочные значения коэффициентов вполне удовлетворительными. Тем более что при этой оценке не рассматривалось различие в коэффициентах поглощения рентгеновского излучения областями с разным химическим составом.

Анализируя ход кривых, представленных на рис. 12, необходимо отметить, что в интервале 3-5.5 А-1 значений модуля дифракционного вектора совпадение теоретической и экспериментальной кривых распределения интенсивности рассеяния чисто качественное.

Поэтому можно сделать вывод о том, что в модель механической смеси областей когерентного рассеяния необходимо внести дополнительные деформационные искажения ОКР. Учитывая, что основное расхождение теоретической и экспериментальной кривых приходится на область третьего максимума (и его окрестностей), возникающего в результате интерференции волн, рассеянных атомами кремния и кислорода, можно высказать следующее предположение.

В результате взаимодействия углекислого газа с поверхностью диопсида в процессе помола происходит более сильная дезорганизация кремний-кислородной подсистемы атомов по сравнению с введенной в рассмотренной модели. Возможно, эта дезорганизация обусловлена встраиванием или присоединением CO3 - групп к кремнекислородным тетраэдрам через общий атом кислорода. Однако провести в данной работе компьютерные эксперименты методом молекулярной динамики по моделированию данного процесса не удалось из-за отсутствия в литературе данных о коэффициентах в потенциале Борна-Майера, описывающим взаимодействие

атомов углерода и кислорода. Судя по литературным данным [17-19], в компьютерных экспериментах для описания взаимодействия пар атомов С-О используются только потенциалы Морзе или Леннарда-Джонса из-за сильной ковалентности связи.

5. Заключение

Установлено, что размолотый на воздухе диопсид состоит из областей когерентного рассеяния нанометровых размеров двух типов (в соотношении 1:1): искаженных кристаллических областей со структурой диопсида и аморфизированных областей, в которых катионы кальция и магния разупорядочены, а кремнекислородные тетраэдры образуют сильно искаженные цепочки.

Анализ картины рассеяния образцом диопсида, помолотым в атмосфере СО2, показал, что в нем, в дополнение к выше указанным, присутствуют небольшие области, организованные по типу структуры кальцита и доломита, а аморфизированная часть материала «лишилась» практически всех катионов кальция.