Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

XRD 3 1/27 Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 4 1.Metoda Lauego 2.Metoda obracanego monokryształu. 3.Metoda DSH. 4.Porównanie techniki.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "XRD 3 1/27 Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 4 1.Metoda Lauego 2.Metoda obracanego monokryształu. 3.Metoda DSH. 4.Porównanie techniki."— Zapis prezentacji:

1 XRD 3 1/27 Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 4 1.Metoda Lauego 2.Metoda obracanego monokryształu. 3.Metoda DSH. 4.Porównanie techniki filmowej i dyfraktometrii rentgenowskiej. 5.Analiza wyników pomiarów rentgenowskich, intensywność refleksów. 6.Reguły wygaszeń. 7.Gęstość rentgenowska. 8.Parametry pomiarowe i przygotowanie próbek do badań metodą DSH. 9.Analiza fazowa jakościowa.

2 XRD 3 2/27 Metody rentgenowskie parametry Metoda materiał badanypromieniowaniepołożenie próbki Lauegomonokryształpolichromatycznestałe Obracanego monokryształu monokryształmonochromatycznezmienne DSH substancja polikrystaliczna monochromatycznezmienne

3 XRD 3 3/27 Schemat pomiaru metodą Laue`go: a) w metodzie promieni przechodzących;b) w metodzie promieni zwrotnych Typy obrazów Laue`go

4 XRD 3 4/27 Zastosowanie metody Lauego: - określanie orientacji kryształów, - określanie symetrii kryształów (klasa symetrii Lauego), - rozróżnianie próbek monokrystalicznych, bliźniaków oraz zespołów ziarn krystalicznych, - badanie defektów sieciowych.

5 XRD 3 5/25 Schemat metody obracanego kryształu Rentgenogramy otrzymywane w metodzie obracanego kryształu dla: a) błony filmowej w kształcie walca, równoległej do osi obrotu; b) płaskiej błony filmowej prostopadłej do osi obrotu

6 XRD 3 6/26 Stożki interferencyjne i odległości międzywarstwicowe w metodzie obracanego monokryształu

7 XRD 3 7/27 Goniometr czterokołowy o geometrii Eulera koła i - ustawienie kryształu w stosunku do układu odniesienia dyfraktometru koło - ustawienie płaszczyzny sieciowej próbki pod wymaganym kątem (odpowiadającym kątowi ) w odniesieniu do wiązki padającej koło 2 - porusza się po nim licznik, rejestrujący pod kątem 2 wiązkę ugiętą osie kół i 2 pokrywają się, ale obydwa koła stanowią niezależne mechanicznie układy próbka znajduje się dokładnie w miejscu przecięcia się osi wszystkich czterech kół,, i 2.

8 XRD 3 8/27 Metoda DSH – metoda proszkowa (Debyea – Scherrera-Hulla)

9 XRD 3 9/27 Schemat budowy dyfraktometru rentgenowskiego

10 XRD 3 10/27 Czynniki wpływające na przebieg rentgenogramu proszkowego: 1. efekty strukturalne (teksturyzacja próbki), 2. efekty związane z wielkością ziaren minerałów, 3. efekty związane z tzw. błędami ułożenia (np. przesunięcie warstw sieci krystalicznej), 4. efekty związane z niepełnym uporządkowaniem struktury kryształu (brak uporządkowania w jednym z kierunków krystalograficznych), 5. istnienie naprężeń w krysztale.

11 XRD 3 11/27 Wielkość ziaren: 1. powyżej 0,01 mm; refleksy bardzo ostre, zmniejsza się ich intensywność, przy większych rozmiarach niektóre refleksy mogą zaniknąć, pojawia się dodatkowo problem przygotowania równej, gładkiej powierzchni próbki i często efekt teksturyzacji, 2. optymalna 0,01 – 0,0005 mm; refleksy są ostre, wyraźne, nie zlewają się, 3. poniżej 0,0005 mm; refleksy są szerokie, spłaszczone, zlewają się ze sobą, 4. poniżej 0,00001 mm (100 Å ); brak wyraźnych refleksów (rozmyte halo).

12 XRD 3 12/27 Porównanie techniki filmowej i dyfraktometrii (techniki licznikowej) Zalety dyfraktometrii: 1. łatwość i duża dokładność pomiaru intensywności refleksów, 2. krótszy czas rejestracji rentgenogramów, 3. lepsza rozdzielczość kątowa, 4. możliwość rejestracji refleksów niskokątowych, 5. możliwość bezpośredniego badania profilu linii, 6. możliwość rejestracji dowolnie wybranych fragmentów rentgenogramu, 7. możliwość dowolnego doboru parametrów rejestracji widma np. zwiększenie dokładności kosztem zwiększenia czasu pomiaru, 8. możliwość rejestracji numerycznej i komputerowej obróbki danych, 9. możliwość wielokrotnego pomiaru tej samej próbki np. w różnych warunkach temperaturowych.

13 XRD 3 13/27 Rentgenogram substancji amorficznej - brak wyraźnych refleksów na rentgenogramie, - obecność tzw. amorficznego halo, - intensywność maksymalna kilka – kilkadziesiąt razy mniejsza niż w przypadku rentgenogramu próbek krystalicznych, - wysoki poziom szumów tła w stosunku do intensywności maksymalnej.

14 XRD 3 14/27 Rentgenogram substancji amorficznej Rentgenogram substancji krystalicznej

15 XRD 3 15/27

16 XRD 3 16/27 Natężenie wiązki promieni rentgenowskich odbitych od płaszczyzny (hkl) I hkl = I o. 3. N 2. C. F hkl 2. T. A. PL. p (hkl) I hkl - natężenie wiązki I o - natężenie wiązki pierwotnej - długość fali N - liczba komórek elementarnych w 1 cm 2 C - czynnik uwzględniająca ładunek, masę i odległość elektronu od punktu pomiaru natężenia F hkl - czynnik struktury T - czynnik temperaturowy A - absorpcja PL - czynnik polaryzacji promieniowania i Lorentza p (hkl) - liczebność odbijającej płaszczyzny

17 XRD 3 17/27 F hkl = f n e i n f n - czynnik atomowy n-tego atomu w komórce n - kąt fazowy promieniowania rozproszonego od n-tego atomu n = 2 ( h x n + k y n + l z n ) e i n = cos n + i sin n F hkl = f n cos2 ( h x n + k y n + l z n ) Dla komórek typu P, obsadzonych jednym typem atomów w pozycji 0,0,0: F hkl = f n cos2 ( h. 0 + k. 0+ l. 0 ) = f n Dla komórek typu J, obsadzonych jednym typem atomów w pozycjach 0,0,0 oraz 1/2,1/2,1/2: F hkl = f n cos2 ( h. 0 + k. 0+ l. 0 ) + f n cos2 ( h/2 + k/2+ l/2 ) = = f n [1+cos (h+k+l)] dla h+k+l=2n (parzyste)F hkl =2 f n dla h+k+l=2n+1 (nieparzyste)F hkl =0

18 XRD 3 18/27 Dla komórek typu F (jeden typ atomów) w pozycjach 0,0,0; 1/2,1/2,0; 1/2,0,1/2; 0,1/2,1/2: F hkl = f n [1+ cos ( h + k ) + cos ( h+ l ) + cos ( k+ l )] dla h+k+l wszystkie parzyste lub nieparzyste F hkl =4 f n dla h+k+l mieszaneF hkl =0 Dla komórek typu P z dwoma typami atomów, w pozycjach 0,0,0 oraz 1/2,1/2,1/2: F hkl = f n1 cos2 ( h. 0 + k. 0+ l. 0 ) + f n2 cos2 ( h/2 + k/2+ l/2 ) = = f n1 + f n2 cos ( h + k + l ) dla h+k+l=2n (parzyste)F hkl = f n1 + f n2 dla h+k+l=2n+1 (nieparzyste)F hkl = f n1 - f n2

19 XRD 3 19/27

20 XRD 3 20/27

21 XRD 3 21/27

22 XRD 3 22/27

23 XRD 3 23/27

24 XRD 3 24/27 GĘSTOŚĆ RENTGENOWSKA A – ciężar cząsteczkowy [g/mol] Z – liczba formuł w komórce elementarnej V - objętość komórki elementarnej 1, –24 - jednostka masy atomowej

25 XRD 3 25/27 Identyfikacja fazowa (jakościowa) substancji Etapy pracy: 1. Wykonanie pomiaru metodą proszkową (przy odpowiednio dobranych parametrach). 2. Odczytanie kątów ugięcia i przeliczenie ich na wartości d hkl, korzystając z wzoru Bragga (przyjmując znaną wartość długości fali i n=1). 3. Oszacowanie intensywności względnych. 4. Porównanie wartości d hkl obliczonych z tablicowymi, zaczynając od wartości odpowiadającej refleksowi o największej intensywności – identyfikacja fazy. BAZY DANYCH: - ASTM (American Society for Testing Materials), - JCPDS – ICDD (Join Committee for Powder Diffraction Standards – International Centre For Diffraction Data). Sposoby korzystania z kart identyfikacyjnych: - skorowidz alfabetyczny, - skorowidz liczbowy (Hanawalta), - skorowidz Finka, - obecnie – komputerowe bazy danych.

26 XRD 3 26/27

27 XRD 3 27/27


Pobierz ppt "XRD 3 1/27 Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 4 1.Metoda Lauego 2.Metoda obracanego monokryształu. 3.Metoda DSH. 4.Porównanie techniki."

Podobne prezentacje


Reklamy Google