1. Diffrattometro a raggi X
QuandoDiffrazione di raggi X viene proiettato in un cristallo come un'onda elettromagnetica, viene diffuso dagli atomi nel cristallo e le onde diffuse sembrano emanare dal centro degli atomi e le onde diffuse emesse dal centro di ciascun atomo sono simili alla sorgente onde sferiche. Poiché gli atomi sono periodicamente disposti nel cristallo, esiste una relazione di fase fissa tra queste onde sferiche sparse, che farà sì che le onde sferiche si rafforzino a vicenda in alcune direzioni di dispersione e si annullino a vicenda in alcune direzioni, provocando fenomeni di diffrazione.
2. Equazione di Bragg -- la pietra angolare teorica diXRD
2dsin0=n in (dove day è l'angolo di incidenza, d è la distanza tra le facce del cristallo, n è l'ordine di diffrazione, in è la lunghezza d'onda del raggio in arrivo e 20 è l'angolo di diffrazione)
L'equazione di Bragg è la condizione di base perDiffrazione di raggi Xin un cristallo, che riflette la relazione tra la direzione della linea di diffrazione e la struttura del cristallo.
Attenzione:
(a) Tutte le fasi dell'onda di diffrazione atomica su tutti i piani cristallini in tutte le direzioni che soddisfano l'equazione di Bragg sono esattamente le stesse e le loro ampiezze si rafforzano a vicenda. In questo modo, le linee di diffrazione appaiono sopra la direzione 20 e si annullano a vicenda altrove, e l'intensità dei raggi X è ridotta o uguale a zero.
(b) L'angolo di riflessione diRaggi Xè diverso da quello della luce visibile, e l'Angolo tra l'Angolo di incidenza e l'Angolo di riflessione dei raggi X è sempre 20.
3. Formula di Scherrer: la base teorica della misurazione della dimensione del grano
La larghezza delDiffrazione di raggi Xla banda è correlata alla dimensione del grano. Più piccola è la grana, la linea di diffrazione diventa diffusa e allargata. Conosciuta anche come formula di Scherrer, descrive la relazione tra la dimensione del grano e l'ampiezza di mezzo picco del picco di diffrazione.
K è la costante di Cherrer, B è la metà larghezza e altezza del picco di diffrazione, K=0,89, se B è la larghezza integrale del picco di diffrazione, K=1
ioè l'angolo di diffrazione, λ è la lunghezza d'onda dei raggi X e d è lo spessore medio perpendicolare alla faccia del cristallo.
Attenzione:
L'utilizzo di questa equazione per calcolare la dimensione media delle particelle richiede attenzione:
(1) è l'ampiezza di mezzo picco, ovvero l'ampiezza alla quale l'intensità di diffrazione è metà del valore massimo e l'unità è il radiante.
(2) Campo di misura 3-200nm.