پراش اشعه ایکس X-Ray Diffraction) XRD)

تجهیزات

نوشته شده توسط:

پراش اشعه ایکس X-Ray Diffraction) XRD)

یکی از تجهیزاتی که در مجموعه آزمایشگاه‌های عضو شبکه‌ی آنابیز ارائه می‌شود، دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) است. این روش یک تکنیک قدیمی است که در سال ۱۹۱۲ توسط فون لاوه کشف شده و پس از آن دو دانشمند به نام‌های ویلیام هنری براگ و ویلیام نورنس براگ آن‌ را توسعه داده‌اند. این تکنیک غیرمخرب، پرکاربردترین روش برای بررسی ساختار بلوری مواد و خواص آن‌هاست. اساس کار این روش، خاصیت موجی اشعه ایکس بوده و تداخل امواج بازتاب شده از سطح، ماهیت آن‌را بازگو می‌کند.

به طور کلی XRD شامل دو روش Single XRD و Powder XRD است که روش اول برای بررسی کریستال‌های بزرگ و روش دوم برای کریستال‌های کوچک استفاده می‌شود. در حقیقت کریستال‌هایی که ابعادشان (حداقل در یک بعد) بزرگتر از ۰٫۱ میلیمتر باشد را می‌توان با تکنیک Single XRD (یا Single Crystallography) شناسایی کرد. این روش با بررسی و انجام محاسبات پیچیده بر روی پراش‌های به دست آمده از کریستال، ساختار دقیق ماده و نحوه قرارگیری اتم‌ها در کنار یکدیگر را مشخص می‌کند. اما درصورتیکه اندازه کریستال‌ها بسیار کوچک باشد، شناسایی آن توسط Powder XRD انجام می‌شود. در این تکنیک، ساختار دقیق ماده تعیین نمی‌گردد؛ اما فازهای تشکیل‌دهنده ماده مشخص شده و می‌توان اطلاعات بسیار مفیدی از آن استخراج کرد. نتیجه نهایی آزمون PXRD یک الگو مانند تصویر زیر است که هر یک از قله‌ها با ارتفاع و پهنای خاص خود، خواص جالبی از نمونه را نشان می‌دهند.

الگوی پراش اشعه ایکس نانوذرات اکسیدقلع

نمونه:

به طور کلی می‌توان گفت که آزمون PXRD نیاز به مراحل آماده‌سازی پیچیده‌ای ندارد و معمولا برای نمونه‌های پودری استفاده می‌شود. جایگاه نگهداری نمونه در دستگاه، به صورت دیسک است که نمونه را درون آن گذاشته و برای شناسایی در دستگاه قرار می‌دهند. هر نمونه پودری شامل تعداد بسیار زیادی از صفحات ماده است که هر یک به صورت تصادفی، جهت گیری خاصی دارند. اپراتور دستگاه، پیش از انجام آنالیز، نمونه را به خوبی ساییده و آن را کوچک می‌کند تا تعداد صفحات نمونه بالا روند و دقت آنالیز افزایش یابد. اما در صورتی که نمونه مورد بررسی به صورت فیلم یا ورقه باشد، فیلم را مطابق با ابعاد دیسک نگهدارنده‌ی نمونه، برش داده و فیلم کوچک شده را درون دستگاه می‌گذارند.

 

کاربردها:

  • تعیین فازهای کریستالی تشکیل‌دهنده‌ی ماده
  • شناسایی ساختار نانومواد سنتزی
  • تعیین اندازه ذرات ماده با استفاده از معادله دبای-شرر
  • تعیین خصوصیات کریستالی مواد
  • تحلیل بافت (Texture)
  • تعیین مشخصات ساختاری مانند تانسور انبساط، تنش پسماند و کرنش

 

توانایی‌ها:

  • آنالیز نمونه به صورت غیرتخریبی
  • عدم نیاز به خلأ در کار با دستگاه (و بنابراین کاهش چشمگیر هزینه‌ها)
  • سرعت بالا در شناسایی مواد معدنی ناشناخته
  • آماده‌سازی بسیار آسان نمونه

 

محدودیت‌ها:

  • آنالیز عموما برای مواد پودری
  • مشکل در تحلیل فاز، در صورت همپوشانی پیک‌ها
  • لزوم بالا برای دسترسی به یک منبع الگوی پراش جامع
  • عدم امکان شناسایی و آنالیز مواد آمورف

One Reply to “پراش اشعه ایکس X-Ray Diffraction) XRD)”

  1. […] به میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، طیف‌سنجی عبور نوری، پراش اشعه X و مانند آن اشاره کرد. برخی از این روش‌ها شکل و اندازه […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *