Micro-FTIR imaging: an advanced method for the determination of CO2 and H2O concentration gradients in silicate glasses
Micro-FTIR imaging: an advanced method for the determination of CO2 and H2O concentration gradients in silicate glasses
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微型 FTIR 成像：一种测定硅酸盐玻璃中 CO2 和 H2O 浓度梯度的先进方法
DOI：
10.1127/0935-1221/2013/0025-2299
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发表时间：
2013
影响因子：
2.1
通讯作者：
Marxer
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Marxer
使用普通单元件和 64 × 64 元件焦平面阵列检测器通过 FTIR 显微镜对流纹岩到夏威夷熔体扩散偶实验的玻璃样品进行分析，以获得总 CO2 和 H2O 浓度距离分布。与单元件探测器相比，阵列探测器有助于以微米级分辨率进行中红外光谱成像。使用溶解的挥发性物质的吸收带面积，将成像的样品信息转换为多个平行的浓度距离分布。在 500 MPa 和 1523–1623 K 下，使用不同阵列分辨率测量得到的本体 CO2 和 H2O 扩散系数范围为 logD= -11.03 至 -11.33 m2·s−1。所有确定的扩散系数均在与单元件检测器分析相同的误差范围内。在部分脱气的多孔声响石上进行了进一步的测试测量，以便可视化气泡周围的 H2O 浓度。这两项应用均证实 FTIR 成像是研究硅酸盐玻璃中 CO2 和 H2O 空间分布的便捷工具，特别是在扩散相关研究方面。
Glass samples of diffusion couple experiments with rhyolitic to hawaiitic melts were analyzed by FTIR microscopy with a common single element and a 64 × 64 element focal plane array detector to obtain total CO2and H2O concentration distance profiles. In contrast to the single element detector, the array detector facilitates mid-infrared spectral imaging with a resolution on a micrometer scale. The imaged sample information was converted to multiple parallel concentration distance profiles, using the absorption band areas of the dissolved volatile species. The bulk CO2and H2O diffusivities from measurements with different array resolutions range from logD= −11.03 to −11.33 m2·s−1at 500 MPa and 1523–1623 K. All determined diffusion coefficients are within the error identical to single element detector analysis. Further test measurements were performed on a partially degassed, vesiculated phonolite in order to visualize the concentration of H2O around bubbles. Both applications confirm that FTIR imaging is a convenient tool to investigate the spatial distribution of CO2and H2O in silicate glasses, especially in terms of diffusion-related studies.
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