Qu'est-ce que la diffraction des rayons X (XRD)

Diffraction des rayons X(XRD) est une méthode majeure pour étudier la phase et la structure cristalline d'une substance. Lorsqu'une substance (cristalline ou non cristalline) est analysée par diffraction, la substance est irradiée par des rayons X pour produire différents degrés de phénomène de diffraction, la composition du matériau, le type de cristal, le mode de liaison intramoléculaire, la configuration moléculaire, la conformation et d'autres caractéristiques du matériau déterminent le diagramme de diffraction spécifique de la substance.

La technologie XRD présente les avantages de ne pas endommager l'échantillon, de ne pas polluer, d'une précision de mesure rapide et élevée, et peut obtenir de nombreuses informations sur l'intégrité du cristal. Donc,DRX, en tant que méthode scientifique moderne deanalyse de la structure et de la composition des matériaux, a été largement utilisé dans la recherche et la production de diverses disciplines.

Principes de base de la diffraction des rayons X (XRD)

Lorsqu'un rayon X monochromatique est incident sur un cristal, du fait que le cristal est composé d'une cellule d'atomes disposés régulièrement, la distance entre ces atomes disposés régulièrement est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde du rayon X incident, donc la Les rayons X diffusés par différents atomes interfèrent les uns avec les autres, ce qui entraîne une forte diffraction des rayons X dans certaines directions particulières, ainsi que l'azimut et l'intensité des lignes de diffraction dans la distribution spatiale. Elle est étroitement liée à lastructure en cristal.

Selon son principe, le diagramme de diffraction d'un cristal a deux caractéristiques principales : la répartition de la raie de diffraction dans l'espace et l'intensité du faisceau de diffraction. La distribution de la raie de diffraction est déterminée par la taille, la forme et l'orientation de la cellule, et l'intensité de la raie de diffraction dépend du type d'atomes et de leur position dans la cellule. Par conséquent, différents cristaux ont des diagrammes de diffraction différents.

Loi de Bragg : la différence de chemin d'onde entre deux ondes est 2dsinθ, et lorsque la différence de chemin d'onde est un multiple entier de la longueur d'onde, c'est-à-dire 2dsinθ=nλ (n= 0,1,2,3...) Lorsque θ est l'incident Angle, d est l'espacement du plan cristallin, n est l'ordre de diffraction, λ est la longueur d'onde du rayon entrant et 2θ est l'angle de diffraction, la phase d'onde diffusée est la même et se renforce mutuellement. Toutes les ondes diffusées qui satisfont la loi de Bragg sont exactement dans la même phase et leurs amplitudes se renforcent mutuellement de sorte que les lignes de diffraction apparaissent dans la direction du rayon entrant à un angle de 2θ. Les amplitudes des lignes diffusées dans d'autres directions s'annulent et l'intensité des rayons X est réduite ou égale à zéro.

L'équation de Bragg donne la direction de diffraction des rayons X de manière concise. Autrement dit, lorsque l'angle entre le rayon X incident et un plan cristallin (hkl) dans le cristal satisfait l'équation de Brager, des lignes de diffraction seront générées dans la direction du rayon réfléchi, et vice versa.

Équipements de diffraction des rayons X (DRX)

Le diffractomètre à rayons X équipement se compose d'un système de génération de rayons X (produisant des rayons X), d'un système de mesure et de détection d'angle (mesure de 2θ et obtention d'informations de diffraction), d'un système d'enregistrement et de traitement de données, qui fonctionnent tous ensemble pour produire le diagramme de diffraction. Le goniomètre est le composant central, qui est compliqué à fabriquer et affecte directement la précision des données expérimentales.