Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prášková difrakce Powder diffraction Prášek v difrakci Informace obsažená v práškovém difraktogramu Geometrie v práškové difraktometrii Instrumentální.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Prášková difrakce Powder diffraction Prášek v difrakci Informace obsažená v práškovém difraktogramu Geometrie v práškové difraktometrii Instrumentální."— Transkript prezentace:

1 Prášková difrakce Powder diffraction Prášek v difrakci Informace obsažená v práškovém difraktogramu Geometrie v práškové difraktometrii Instrumentální efekty Různé typy difraktometrů Zpracování práškového difraktogramu

2 Prášková difrakce Parametry difrakčních profilů poruchy krystalové mříže, makroskopická napětí Debyeovy-Wallerovy faktory (střední kvadratické výchylky atomů) Polohy geometrie krystalové mříže kvalitativní fázová analýza Intenzity struktura krystalové mříže ozářený objem vhodně orientovaných krystalitů kvantitativní fázová analýza přednostní orientace krystalitů I 22

3 Šířky velikost koherentně difraktujících oblastí – krystalitů vnitřní nehomogenní mikroskopická napětí, poruchy krystalové mříže (dislokace, dislokační smyčky) Tvarové parametry rozdělení poruch, velikostí částic, indikace typu poruch Všechny uvedené informace jsou obsaženy v jediném práškovém difraktogramu

4 Prášková difrakce - problémy Identifikace látky Fázová analýza Určování mřížových parametrů Zpřesňování struktury, Rietveldova metoda Analýza profilů Studium zbytkových napětí Studium textur

5 Posuv linie (mřížové parametry a hkl ) Extrapolační závislost (Cohenův – Wagnerův graf) a vs. cos  cot  používaná k eliminaci instrumentálních chyb, především vysunutí vzorku z osy. Parametry difrakčních linií - polohy Extrapolovaný mřížový parametr Zbytkové napětí Poruchy mříže Instrumentální chyby I 22 d  a (kubické látky)

6 Rozšíření difrakčních linií Williamsonův – Hallův graf  vs. sin  je používán jako jednoduchá hrubá aproximace pro separaci velikostní a napěťové komponenty rozšíření rtg difrakčních linií. Závislost tzv. pološířky FWHM či integrální šířky (  ) na sin  Velikost krystalitů Deformace e =  d/d Parametry difrakčních linií - šířky

7 sin   ~ e ~ 1/D

8 Parametry difrakčních linií - intenzity

9 Intenzity difrakčních linií korigované na multiplicitu, strukturní faktor, texturu, tepelné kmity - studium statického Debyeova-Wallerova faktoru (2M s ) v závislosti na difrakčním vektoru Přednostní orientace Korigovaná intenzita R hkl Texturní index = 1 pro nahodilé uspořádání

10 11 22 33 h1k1l1h1k1l1 h2k2l2h2k2l2 h3k3l3h3k3l3 Informace pouze z krystalitů orientovaných odpovídajícími rovinami rovnoběžně s povrchem Symmetrický  - 2  sken Braggova-Brentanova konvenční geometrie

11 11 22 33 h1k1l1h1k1l1 h2k2l2h2k2l2 h3k3l3h3k3l3 Textury Napětí  goniometr  goniometr  - 2  sken Braggova-Brentanova asymetrická geometrie

12 Asymetrická geometrie s konstantním úhlem dopadu 11 22 33 h1k1l1h1k1l1 h2k2l2h2k2l2 h3k3l3h3k3l3 2  sken Paralelní svazek Seemannova-Bohlinova geometrie nebo Back

13 Hloubka průniku  - 2   2   SB, PB)

14 Instrumentální efekty G 1 štěrbina před detektorem – receiving slit G 2 šířka ohniska G 3 plochý vzorek (flat specimen) G´ 3 natočení vzorku kolem osy  Odchylky of fokusační kružnice G´´ 3 natočení vzorku kolem osy  G 4 bez Sollerových štěrbin G´ 4 jedna sada Sollerových štěrbin Axiální divergence G´´ 4 Sollerovy štěrbiny v primárním i difraktovaném svazku Malá výška ozářené plochy Velká výška ozářené plochy

15 G 5 pro  t   G´ 5 pro  t  0 G 6 posunutí nuly G 7 posunutí vzorku od fokusační kružnice (z osy goniometru) Transparence vzorku G 8 chyba poměru 2:1 1.Lorentzův a polarizační faktor Fyzikální aberace Rozjustování 2.Spektrální disperze 3.Lom 4.Absorpce ve filtru

16 Absorpce   Energie z hloubky t za 1 s a b Lineární absorpční koeficient 2    

17 Hloubka průniku Efektivní hloubka průniku Informační hloubka Přispívající tloušťka Ekvivalentní tloušťka Nekonečná tloušťka Poměr energií difraktovaných tenkou vrstvou na povrchu a tenkou vrstvou v hloubce t 

18 Integrální itenzita  - goniometr  - goniometr

19 Měření integrálních intenzit Počet elementárních buněk v jednotkovém objemu V Lorentzův a polarizační faktor Strukturní faktor Četnost rovin Primární extinkce Sekundární extinkce Hrubost povrchu Textura Debyeův-Wallerův faktor Tepelný difuzní rozptyl Absorpční faktor

20 Strukturní faktor Atomový faktor Anomální disperze Frakční souřadnice atomů Lorentzův a polarizační faktor Polarizace P’ monochromátor Textura Empirické funkce distribuce přednostně orientovaných rovin (HKL)  úhel (hkl)(HKL) March-Dollas G, n, r – volné parametry

21 Primární a sekundární extinkce Porozita, drsnost l velikost bloku  Relativní hustota vzorku d Průměrná délka paprsku v krystalitech Měření úhlové závislosti fluorescence

22 TDS Úhlový obor Rychlost zvuku Hustota Problém pozadí

23 Srovnání metod BB S hkl || n Konvenční měření Rychlé a přehledné měření Informace od rovin rovnoběžných s povrchem SB  = konst. NapětíMalá hloubka průniku Velká citlivost k justáži Guinier  = konst Malé objemy vzorků Vysoké rozlišeníNevhodné pro kompaktní vzorky PB  = 0 Zvláště tenké vrstvy Necitlivost k orientaci vzorku Malá intenzita  n leží v difrakční rovině Napětí, texturyLze měřit na BBSilná defokusace a rozšíření linií při náklonu  n leží v difrakční rovině Napětí, texturyVelký obor náklonů vzorku Nutné bodové ohnisko Metoda princip použití hlavní výhody hlavní nevýhody

24 Instrumentální korekce – vysunutí vzorku Back

25 Instrumentální korekce – rovinnost vzorku Back

26 Instrumentální korekce Back

27 Zbytková napětí Homogenní napětí 1. druhu  Může být určováno přímo známou metodou sin 2  kdy musí být vzorek nakláněn na různé úhly  ze symetrické polohy tak, aby difraktovaly atomové roviny různě skloněné vůči povrchu. Uvedený výraz platí přesně pouze pro jednoosá napětí  0 pro symetrickoul Braggovu- Brentanovu geometrii). Rtg elastické konstanty Elasticky izotropní materiály Elastická anizotropie + Reussův model (  konst.  maximální závislost na hkl )  … Poissonovo číslo, E … Youngův modul cos  cot  a a0a0 Hodnota bez napětí tlakové napětí Back

28 Poruchy krystalové mříže Poruchy 1. druhu (bodové defekty, jejich shluky, precipitáty, dislokační smyčky), vrstevné chyby Orientační faktor Závisí na orientaci poruchy vzhledem ke krystalografickým osám a k difrakčnímu vektoru a na elastických vlastnostech zkoumaného materiálu Mohutnost poruchy Hustota poruch Příklad: vrstevné chyby v f.c.c. struktuře na nejtěsněji uspořádaných rovinách Specifická závislost na hkl,  ’  ’’ (pravděpodobnost intrintickýc a extrintických deformačních chyb) cos  cot  a Precipitáty, dislokační smyčky, dipóly a0a0 Back M.A. Krivoglaz: X-Ray and Neutron Diffraction in Nonideal Crystals, Springer-Verlag,Berlin-Heidelberg-New York 1996 R. Barabash, X-Ray Analysis of Precipitation Related Crystals with Dislocation Substructure. ed. By R.L. Snyder

29 Velikostní rozšíření Zdánlivá velikost krystalitů Scherrerova konstanta V … “pravá” velikost Možnost určení tvaru krystalitů z anizotropie rozšíření Nezávislé na velikosti difrakčního vektoru Monokrystaly Polykrystalické materiály mikrodvojčata vrstevné chyby malá velikost krystalitů mikrodvojčata vrstevné chyby ostré dislokační stěny Příklad: kubické krystality Příklady: Vrstevné chyby 1/D - 1/D eff F.c.c.  pravděpodobnosti vrstevných chyb a mřížový parametr V hhh = 0.43, V h00 = 1, V hh0 = 0.71, sin   ~ 1/ R. Vargas, D. Louer, J.I. Langford, J. Appl. Cryst., 16 (1983) 512 Back Example

30 Deformační rozšíření poruchy mříže (dislokace, dislokační smyčky, precipitáty) napětí druhého druhu v polykrystalických materiálech Funkce orientačního faktoru odpovídajícího defektům Funkce mohutnosti defektu Funkce hustoty defektů Úměrné difrakčnímu vektoru sin   ~ e Williamsonův - Hallův graf W-H graf je oprávněný pouze pro cauchyovskou distribuci velikostí krystalitů i napětí. To není příliš realistické. Metoda však poskytuje celkový obraz a odhaluje anizotropii. Lze ji použít, máme-li na paměti její omezení. Back Defects


Stáhnout ppt "Prášková difrakce Powder diffraction Prášek v difrakci Informace obsažená v práškovém difraktogramu Geometrie v práškové difraktometrii Instrumentální."

Podobné prezentace


Reklamy Google