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DIFRACCIÓN DE RAYOS XDIFRACCIÓN DE RAYOS X
Dr. Andrés Ozols
Facultad de IngenieríaUniversidad de Buenos Aires
2009
Física del Estado Sólido
TEMARIOTEMARIO
• Interacción con la materia
• Generación de los rayos X
• Difracción de rayos X
• Equipo experimental• Factor de estructura y funciones de distribución
• Estructura de los materiales: orden de corto rango, de rango intermedio y de largo rango
• Naturaleza de los rayos X
• Objetivo
OBJETIVO
Longitud de onda Longitud de onda ≈≈ distancia interdistancia inter--atómicaatómica
Determinación de la Estructura Cristalina por Determinación de la Estructura Cristalina por Difracción de Rayos XDifracción de Rayos X
0.5 - 5 Å
NATURALEZA DE LOS RAYOS X
Tubo de GENERACIÓN RAYOS X
AnticátodoFe, Mo, Cu
Rayos X
Rayos X
Haz de Electrones
- FilamentoAgua de refrigeración
Colimador de haz
Ventana de Berilio
EQUIPO de DIFRACCIÓN de RAYOS X
Goniómetro tipo ”Θ−Θ”Radiación Molibdeno ( línea Kα )
DIFRACTOMETRO de RAYOS X
RAYOS X
Energía cinética
de los electronesEc = e V10-50 KeV
GENERACIÓN RAYOS X
los electrones frenados generan
E0h ν
Efe-CALOR
transiciones electrónicas
en los átomos
Disipación de energía
en el frenado
Es función del potencial V
Cuando este supera un valor Vc(dependiente del material) aparece
el espectro característico
ESPECTRO DE RAYOS X
Espectro continuo Espectro característico
Inte
nsid
ad d
e la
radi
ació
n
Longitud de onda
Kα
Kβ
Inte
nsid
ad d
e la
radi
ació
nLongitud de onda
líneas de series K, L, M, N
+
ESPECTRO DE RAYOS X
Kα
Kβ
Inte
nsid
ad d
e la
radi
ació
n
Longitud de onda
LONGITUDES DE ONDA CARACTERÍSTICAS
-1.448Zn1.4031.548Cu1.5041.664Ni1.6351.796Co1.7651.945Fe1.9232.117Mn2.0882.295Cr2.3022.521V2.5282.766Ti3.0853.357Ca
λβλαElemento
FILTRADO de Líneas de RAYOS X
Filtros + monocromadorRadiación X Kα Kβ ,
Kα
Kβ
Inte
nsid
ad d
e la
radi
ació
n
Longitud de onda
Kα
Inte
nsid
ad d
e la
radi
ació
n
Longitud de onda
FeCo
ZrMoNiCu
FiltroRadiación
Línea Kα filtrada
∆caminos ópticos = 2d sin θ
DIFRACCION de RAYOS X en CRISTALES
Ley de Bragg
2d sin θ = λ
Si hay interferencia constructiva
cada familia (d, d1, d2) de planos tiene un
ángulo θ que satisface esta ley
θ
θdsenθd
d1
d2
Familias de planos con separaciones d y d1 2
DIFRACTOGRAMAS de RAYOS X
20 30 40 50 60 70 80 900
20
40
60
80
100
Inte
nsid
ad
2 θ
Si O2 Cuarzo policristalino (en polvo) Radiación Kα del Cu
POSICIONES de las REFLEXIONES en DISTINTOS PLANOS
IDENTIFICACION de COMPUESTOS Base de compuestos inorgánicos y orgánicos)
Tarjeta del Joint Committee of Powder Diffraction Files (JCPDF)
TARJETA de IDENTIFICACIÓN de COMPUESTOJoint Committee of Powder Diffraction Files (JCPDF)
La difracción de rayos X es una técnica versátil, no-destructiva y analítica para la determinación de:
•Fases
•Estructura
•Textura
•Tensiones
Que pudieran estar presentes en materiales sólidos, polvos, y líquidos
APLICACIONES de la DIFRACCION de RAYOS X
