درباره آنالیز xrd

به پدیده ای که در آن اشعه های ایکس پراکنده می شوند و توسط اتم ها در یک ساختار بلورین در جهت های خاص و فضایی، یکدیگر را تقویت می کنند و اشعه ی قوی‌تری را به وجود می‌آورند، پراش می گویند. پدیده پراش تنها روشی است که به صورت مستقیم ترکیب و ساختار مواد را تعیین میکند. همچنین از این پدیده برای تعیین کمیت ساختار کریستالی مانند ثابت شبکه، هندسه شبکه، کیفیت مواد ناشناس، تعیین فاز کریستال، اندازه جهت‌گیری تک کریستال، استرس، تنش مورد استفاده قرار می گیرد. زمانی که به اتم های یک ماده اشعه ایکس برخورد میکند، الکترون های درون آن ماده را تحریک می کند و نوسان پیدا می‌کنند. در این مطلب قصد معرفی آنالیز xrd را داریم.

ذرات باردار متحرک، امواج الکترومغناطیس از خود ساطع کرده و تحرک این ذرات باعث تابش امواج جدیدی می شود. در نتیجه اشعه ایکس ماده، در اطراف اتمهای آن پراکنده می‌شود. اشعه هایی که پراکنده می شوند در صورتی که هم فاز باشند و یکدیگر را تقویت کنند قوی می شوند و در غیر این صورت اگر اشعه ها اختلاف فاز داشته باشند، آنها را ضعیف می کند.

در مواد آمورف اشعه ها اختلاف فاز دارند و ضعیف می شوند و در نتیجه پدیده پراش در آن اتفاق نمی افتد. ولی اگر اتم های موجود در یک ماده به صورت منظم باشند و فاصله های معینی از هم داشته باشند مانند کریستال، اختلاف مسیر طی شده مضربی از طول موج اشعه ایکس است و در آن پدیده پراش صورت می گیرد.

از آنالیز xrd چه مواردی استفاده میشود؟

برای تعیین فاز: مهمترین کاربردی که این روش دارد این است که  برای تعیین فاز به کار می رود. برای مکان قله ها یعنی زاویه قله ها و شدت قله ها که اطلاعاتی از نمونه دارند با استفاده از این اطلاعات، ساختار اتمی بر فاز صفحات پراش  کننده را تعیین می کنند، و از این طریق به جنسیت و ساختاراتمی ماده که نمونه مورد آزمایش ما از پی میبرند.

بلورینگی: از آنالیز xrd در بلورینگی استفاده میشود. هیچ ماده‌ای کریستال کامل ندارد و ترکیب مواد به صورت کریستالی و آمورف، با یکدیگر وجود دارد. برای تعیین بلورینگی یک مواد در نمودار،  آمورف قله‌های پهن و حوزه های کریستالی قله های آن از نسبت شدت این قله ها به دست می آید.

برای اندازه گیری حوزه های کریستالی: که در پهنای قله ها اطلاعاتی از نمونه وجود دارد. در تانسور انبساطی که در آن خصوصیات نمونه به عنوان تابعی از دما یا فشار کنترل شده قرار دارند، را تعیین می کنند و همزمان با آن اطلاعاتی که از پراش اشعه ایکس که در xrd به وجود می آید را بررسی می کنند.در تحلیل بافت،  تنش پسماند که پرکاربردترین تکنیک ها جهت بررسی تنش پسماند به دلیل مخرب نبودن آن است را از طریق آنالیزxrd  مورد بررسی قرار می دهند.