پراش اشعه ایکس (XRD) چیست؟

پراش اشعه ایکس(XRD) یک روش اصلی برای مطالعه فاز و ساختار بلوری یک ماده است. هنگامی که یک ماده (کریستالی یا غیرکریستالی) تجزیه و تحلیل پراش می شود، ماده توسط اشعه ایکس تابش می شود تا درجات مختلف پدیده پراش، ترکیب مواد، نوع کریستال، حالت پیوند درون مولکولی، پیکربندی مولکولی، ترکیب و سایر ویژگی های مواد را ایجاد کند. الگوی پراش خاص ماده

فناوری XRD از مزایای عدم آسیب به نمونه، عدم آلودگی، سرعت و دقت اندازه گیری بالا برخوردار است و می تواند اطلاعات زیادی در مورد یکپارچگی کریستال به دست آورد. از این رو،XRD، به عنوان یک روش علمی مدرن ازتجزیه و تحلیل ساختار و ترکیب مواد، در تحقیقات و تولید رشته های مختلف کاربرد فراوانی داشته است.

اصول اولیه پراش اشعه ایکس (XRD)

هنگامی که یک پرتو ایکس تک رنگ به یک کریستال برخورد می کند، زیرا کریستال از سلولی از اتم ها تشکیل شده است که به طور منظم چیده شده اند، فاصله بین این اتم ها که به طور منظم چیده شده اند به همان ترتیب بزرگی طول موج پرتو ایکس برخوردی است، بنابراین پرتوهای ایکس پراکنده شده توسط اتم های مختلف با یکدیگر تداخل می کنند و در نتیجه پراش پرتو ایکس قوی در برخی جهات خاص، و azimuthing و شدت خطوط پراش در توزیع فضایی ایجاد می شود. ارتباط نزدیکی باساختار کریستالی.

طبق اصل آن، الگوی پراش یک کریستال دارای دو ویژگی اصلی است: توزیع خط پراش در فضا و شدت پرتو پراش. توزیع خط پراش بر اساس اندازه، شکل و جهت سلول تعیین می شود و شدت خط پراش به نوع اتم ها و موقعیت آنها در سلول بستگی دارد. بنابراین، کریستال های مختلف دارای الگوهای پراش متفاوتی هستند.

قانون براگ: اختلاف مسیر موج بین دو موج 2dsinθ است و زمانی که اختلاف مسیر موج مضرب صحیح طول موج باشد، یعنی 2dsinθ=nλ (n= 0,1,2,3...) وقتی θ حادثه است. زاویه، d فاصله صفحه کریستالی، n مرتبه پراش، λ طول موج پرتو ورودی، و 2θ زاویه پراش است، فاز موج پراکنده یکسان و متقابلاً تقویت‌کننده است. تمام امواج پراکنده ای که قانون براگ را برآورده می کنند دقیقاً در یک فاز هستند و دامنه آنها یکدیگر را تقویت می کنند به طوری که خطوط پراش در جهت پرتو ورودی با زاویه 2θ ظاهر می شوند. دامنه خطوط پراکنده در جهات دیگر یکدیگر را خنثی می کنند و شدت پرتوهای ایکس کاهش یا برابر با صفر می شود.

معادله براگ جهت پراش پرتو ایکس را به صورت مختصر نشان می دهد. یعنی زمانی که زاویه بین پرتو ایکس فرودی و صفحه کریستالی (hkl) در کریستال معادله براگر را برآورده کند، خطوط پراش در جهت پرتو بازتاب شده ایجاد می‌شود و بالعکس.

تجهیزات پراش اشعه ایکس (XRD).

پراش سنج اشعه ایکس تجهیزات متشکل از یک سیستم تولید اشعه ایکس (تولید اشعه ایکس)، یک سیستم اندازه گیری و تشخیص زاویه (اندازه گیری 2θ و به دست آوردن اطلاعات پراش)، یک سیستم ضبط و پردازش داده ها، که همه با هم کار می کنند تا الگوی پراش را به دست آورند. گونیومتر جزء اصلی است که ساخت آن پیچیده است و مستقیماً بر دقت داده های تجربی تأثیر می گذارد.