تئوری XRD

پراش اشعه ایکس (XRD) یکي از روش هاي غیر مخرب برای آناليز کیفی و کمی مواد کریستالی است که به صورت پودر یا جامد هستند. 

اساسا پراش اشعه ايکس (XRD) از "انعکاس" گروهي پرتو ایکس از صفحات اتمي که به طور موازی و با فاصله هاي يکسان از هم درون اتم قرار دارد به توجه به قانون براگ (Bragg) به دست می آید. در اصل پراش هنگامی رخ ميدهد که پرتو ایکس تک فام با طول موج l (لاندا) به صفحات شبکه با زاویه q برخورد کند و انعکاس اين پرتو از اين صفحات متوالي که با فاصله d از هم قرار دارند به صورتي باشد که يکديگر (طول موج) را تشديد کنند.

آناليز فازي را می توان با مقایسه الگوهاي پراش به دست آمده از نمونه با تعداد زیادی از الگوهای موجود در پایگاه داده رسمی انجام داد. اين موضوع براي مواد تک فاز یا مخلوطي از چند فاز صادق بوده و ميتوان با نرم افزارهاي موجود مواد را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.                                                       

 

بسیاری از اطلاعات با کمک پراش اشعه ایکس به دست مي آيد از جمله:

 

استرس باقی مانده (تغييرات کوچک یا انحراف از فاصله d که توسط نیروها خارجي ايجاد شده است): با XRD، امکان اندازه گیری کرنش strain (تغییر شکل شبکه اصلی) امکان پذیر است و تنش موجود با استفاده از ثابت الاستیک مواد محاسبه می شود.

 

بافت (جهت گیری ترجیحی بلورها در یک نمونه): اگر یک بافتي در یک ماده وجود داشته باشد، شدت یک خط پراش با توجه به جهت گیری نمونه و پرتو ورودي تغییر می کند.

 

اندازه کریستالیت و میکروکرنش: این اطلاعات از طریق تجزیه و تحلیل عرض و شکل خطوط پراش به دست می آید.

 

تجزیه و تحلیل ساختار: XRD برای بررسی ساختار بلوری از یک ماده استفاده می شود. موقعیت و شدت نسبی خطوط پراش می تواند به موقعیت اتم ها در سلول واحد و ابعاد آن مرتبط باشد. فهرست سازي، اصلاح ساختار و شبیه سازی را می توان با برنامه های خاص کامپیوتری از اين طريق انجام داد.

 

فیلم نازک: با نگه داشتن پرتو حادثه در زاویه های کم، می توان خواص مواد چند لایه را بدون ايجاد تداخل با لايه هاي زيرين بررسی کرد.