ما هو حيود الأشعة السينية (XRD)

حيود الأشعة السينية(XRD) هي طريقة رئيسية لدراسة الطور والبنية البلورية للمادة. عندما تكون مادة (بلورية أو غير بلورية) عبارة عن تحليل حيود ، يتم تشعيع المادة بواسطة الأشعة السينية لإنتاج درجات مختلفة من ظاهرة الانعراج ، وتكوين المادة ، ونوع البلورة ، ووضع الترابط داخل الجزيء ، والتكوين الجزيئي ، والتشكيل ، وخصائص المواد الأخرى التي تحدد نمط الحيود المحدد للمادة.

تتميز تقنية XRD بمزايا عدم حدوث تلف للعينة ، وعدم تلوث ، ودقة قياس سريعة وعالية ، ويمكنها الحصول على الكثير من المعلومات حول تكامل الكريستال. لذلك،XRD، كأسلوب علمي حديثتحليل التركيب والتركيب المادي، تم استخدامه على نطاق واسع في البحث والإنتاج لمختلف التخصصات.

المبادئ الأساسية لانحراف الأشعة السينية (XRD)

عندما تسقط أشعة سينية أحادية اللون على بلورة ، لأن البلورة تتكون من خلية من الذرات مرتبة بانتظام ، فإن المسافة بين هذه الذرات المرتبة بانتظام لها نفس الحجم مثل الطول الموجي للأشعة السينية الساقطة ، لذلك تتداخل الأشعة السينية المتناثرة بواسطة ذرات مختلفة مع بعضها البعض ، مما يؤدي إلى حيود قوي للأشعة السينية في بعض الاتجاهات الخاصة ، وسمت وشدة خطوط الحيود في التوزيع المكاني. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بـهيكل بلوري.

وفقًا لمبدأه ، فإن نمط الحيود للبلورة له خاصيتان رئيسيتان: توزيع خط الحيود في الفضاء وشدة حزمة الانعراج. يتم تحديد توزيع خط الحيود من خلال حجم الخلية وشكلها واتجاهها ، وتعتمد شدة خط الانعراج على نوع الذرات وموقعها في الخلية. لذلك ، تمتلك البلورات المختلفة أنماط حيود مختلفة.

قانون براج: فرق الموجة بين موجتين هو 2dsinθ ، وعندما يكون فرق الموجة عددًا صحيحًا مضاعفًا لطول الموجة ، أي 2dsinθ = nλ (n = 0،1،2،3 ...) عندما يكون θ هو الحادث الزاوية ، d هي تباعد المستوى البلوري ، n هو ترتيب الانعراج ، هو الطول الموجي للشعاع الوارد ، و 2θ هي زاوية الانعراج ، طور الموجة المبعثرة هو نفسه ويعزز بعضهما البعض. جميع الموجات المتناثرة التي تفي بقانون براج هي في نفس المرحلة تمامًا ، كما أن اتساعها يعزز بعضها البعض بحيث تظهر خطوط الحيود في اتجاه الشعاع القادم بزاوية 2θ. إن اتساع الخطوط المبعثرة في اتجاهات أخرى تلغي بعضها البعض ، وتقل شدة الأشعة السينية أو تساوي الصفر.

تعطي معادلة براج اتجاه حيود الأشعة السينية بطريقة موجزة. أي عندما تفي الزاوية بين الأشعة السينية الساقطة والمستوى البلوري (hkl) في البلورة بمعادلة براغر ، سيتم إنشاء خطوط الحيود في اتجاه الشعاع المنعكس ، والعكس صحيح.

معدات حيود الأشعة السينية (XRD)

مقياس حيود الأشعة السينية معدات يتكون من نظام توليد الأشعة السينية (إنتاج الأشعة السينية) ، ونظام قياس الزاوية والكشف عنها (قياس 2θ والحصول على معلومات الحيود) ، ونظام تسجيل ومعالجة البيانات ، وكلها تعمل معًا لإخراج نمط الانعراج. مقياس الزوايا هو المكون الأساسي ، وهو معقد في صنعه ويؤثر بشكل مباشر على دقة البيانات التجريبية.