Difração de raio x

Explique de forma breve a fundamentação da técnica de DRX, é dê exemplos de sua utilidade prática.

Resposta: Difração de Raios-X é o  fenômeno de espalhamento da radiação eletromagnética, provocada pela interação entre o feixe de raios-X incidente e os elétrons dos átomos componentes de um material. Sendo  uma técnica de alta tecnologia, não destrutiva, para analisar uma larga escala de materiais. Incluindo: líquidos, metais, minerais, polímeros, plásticos, cerâmica, etc. A XRD transformou-se em um método indispensável para a investigação, caracterização e controle de qualidade dos materiais. As áreas de aplicação incluem a análise da fase qualitativa e quantitativa, a cristalografia, a determinação da estrutura e do abrandamento, investigações da textura e de residual, o ambiente da amostra controlado, a micro-difração, nano-materiais, a automatização do laboratório e de processo, etc.

1. Responda apenas aos itens (a) ou (b) :

1. Apresente o que é textura cristalográfica, como é formada e sua importância nas propriedades dos materiais:

Resposta: Em ciência e geologia materiais, a textura cristalográfica é a distribuição de orientações de cristal em policristalino. Esta distribuição de orientação é uma consequência das condições de formação de policristal. Desde que as condições de formação geral são fortemente direcionais, o termo "textura cristalográfica" também se refere à orientação preferencial dos cristais em um material policristalino. Devido ao caráter direcional, é possível identificar diferente propriedades para cada tipo de organização, assim pode ser q em uma determinada direção, as propriedades mecânicas do material seja melhorada e em outras as propriedades magnéticas, por exemplo.

Nos exercícios 3 e 4, considere o uso da radiação monocromática do cobre          (0.1542 nm).

1. A figura 1 mostra o padrão de DRX para o chumbo. Calcule o espaçamento interplanar para quatro planos indexados, à sua escolha, Determine também o parâmetro de rede do chumbo para cada um desses picos.

[pic 1]

Resposta: Em cada pico, para calcular a distancia interplanar e o paramento de rede, precisamos utilizar as equações 2 e 1 (especificadas abaixo), respectivamente. O primeiro pico observado na figura 1, o qual resulta da difração pelos conjuntos (111) de planos, ocorre para aproximadamente  2θ = 31°, a correspondente ao espaçamento interplanar para esse conjunto de planos:

   [pic 2]

[pic 3]

Pela equação 1, podemos determinar a distancia interplanar:

[pic 4]

Agora, pela equação 2, o parâmetro de rede (a) é determinado por :

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7][pic 8]

Para os demais picos, segue abaixo os resultados obtidos organizados em uma tabela:

Indices dos Picos	2θ	dhkl(nm)	a(nm)
200	37	0.2429	0.4858
220	53	0.1728	0.4887
311	62	0.1497	0.4965
222	66	0.1415	0.4902

Tabela 1

1. A figura 2 mostra os cinco primeiros picos de DRX para o tungstênio, que tem estrutura CCC.

[pic 9]

1. Encontre os valores dos índices h, k e l para cada um desses picos.

Resposta: Já que o Tungstênio possui estrutura CCC, apenas picos para os quais (h+k+l)  forem iguais a um número par irão aparecer. Logo, o primeiro pico resulta da difração para os planos (110).

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