Cos'è la diffrazione di raggi X (XRD)

Diffrazione di raggi X(XRD) è un metodo importante per studiare la fase e la struttura cristallina di una sostanza. Quando una sostanza (cristallo o non cristallo) viene analizzata per diffrazione, la sostanza viene irradiata dai raggi X per produrre diversi gradi di fenomeno di diffrazione, composizione del materiale, tipo di cristallo, modalità di legame intramolecolare, configurazione molecolare, conformazione e altre caratteristiche del materiale determinano il modello di diffrazione specifico della sostanza.

La tecnologia XRD presenta i vantaggi di nessun danno al campione, nessun inquinamento, rapidità, elevata precisione di misurazione e può ottenere molte informazioni sull'integrità del cristallo. Perciò,XRD, come un moderno metodo scientifico distruttura del materiale e analisi della composizione, è stato ampiamente utilizzato nella ricerca e nella produzione di varie discipline.

Principi di base della diffrazione di raggi X (XRD)

Quando un raggio X monocromatico è incidente su un cristallo, poiché il cristallo è composto da una cella di atomi disposti regolarmente, la distanza tra questi atomi disposti regolarmente ha lo stesso ordine di grandezza della lunghezza d'onda del raggio X incidente, quindi il I raggi X diffusi da diversi atomi interferiscono tra loro, provocando una forte diffrazione dei raggi X in alcune direzioni speciali e l'azimut e l'intensità delle linee di diffrazione nella distribuzione spaziale. È strettamente correlato alstruttura di cristallo.

Secondo il suo principio, il modello di diffrazione di un cristallo ha due caratteristiche principali: la distribuzione della linea di diffrazione nello spazio e l'intensità del raggio di diffrazione. La distribuzione della linea di diffrazione è determinata dalla dimensione, dalla forma e dall'orientamento della cellula e l'intensità della linea di diffrazione dipende dal tipo di atomi e dalla loro posizione nella cellula. Pertanto, cristalli diversi hanno modelli di diffrazione diversi.

Legge di Bragg: la differenza del percorso d'onda tra due onde è 2dsinθ, e quando la differenza del percorso d'onda è un multiplo intero della lunghezza d'onda, cioè 2dsinθ=nλ (n= 0,1,2,3...) Quando θ è l'incidente Angolo, d è la spaziatura del piano cristallino, n è l'ordine di diffrazione, λ è la lunghezza d'onda del raggio in arrivo e 2θ è l'angolo di diffrazione, la fase dell'onda diffusa è la stessa e si rafforza a vicenda. Tutte le onde diffuse che soddisfano la legge di Bragg si trovano esattamente nella stessa fase e le loro ampiezze si rafforzano a vicenda in modo che le linee di diffrazione appaiano nella direzione del raggio in arrivo con un angolo di 2θ. Le ampiezze delle linee sparse in altre direzioni si annullano a vicenda e l'intensità dei raggi X è ridotta o uguale a zero.

L'equazione di Bragg fornisce la direzione di diffrazione dei raggi X in modo conciso. Cioè, quando l'angolo tra i raggi X incidenti e un piano cristallino (hkl) nel cristallo soddisfa l'equazione di Brager, verranno generate linee di diffrazione nella direzione del raggio riflesso e viceversa.

Apparecchiature per diffrazione di raggi X (XRD).

Il diffrattometro a raggi X attrezzatura è costituito da un sistema di generazione di raggi X (che produce raggi X), un sistema di misurazione e rilevamento dell'angolo (che misura 2θ e ottiene informazioni sulla diffrazione), un sistema di registrazione e di elaborazione dei dati, che lavorano tutti insieme per produrre il modello di diffrazione. Il goniometro è il componente principale, che è complicato da realizzare e influisce direttamente sull'accuratezza dei dati sperimentali.