18. Каково основное условие получения дифракционной картины от кристалла?
В основе рентгенографического анализа лежит явление дифракции рентгеновских лучей кристаллами. Известно, что веществу в любом агрегатном состоянии свойственна та или иная степень упорядоченности. Наибольшей упорядоченностью обладают твердые кристаллические тела: они характеризуются периодическим повторением в пространстве некоторой элементарной ячейки, узлами которой являются атомы, ионы или молекулы. Расстояния между узлами в элементарной ячейке (межатомные расстояния) составляют несколько ангстрем, т.е. имеют тот же порядок, что и длины волн рентгеновских лучей.
Благодаря этому замечательному совпадению, при взаимодействии рентгеновских лучей с твердым телом возникает интерференция, а поскольку в кристалле атомы располагаются регулярно, возникает четкая дифракционная картина. Таким образом, кристаллы могут служить дифракционной решеткой для рентгеновских лучей. По виду дифракционной картины можно дать характеристику кристалла.
19.
На каких углах отражения
получают более точные значения
межплоскостных расстояний dhkl?
Малых или больших? Почему?
Рса снимается при 2тетта больше 100. Если тетта=90, то 2 тетта=180. Однако это технически невозможно
20. Какова сходимость рассчитанных значений размеров элементарной ячейки и табличных значений?
21. Как осуществляется количественный рентгенофазовый анализ?
Количественный РФА поликристаллического материала проводят с целью определения количественного содержания в нем отдельных фаз, наличие которых уже подтверждено качественным рентгенофазовым анализом. Для этого используют зависимость существующую между содержанием фазы и интегральной интенсивностью ее рефлексов. Однако, необходимо учитывать, что на интенсивность рефлексов оказывают также влияние природа и содержание других фаз, размеры частиц образца и степень дефектности структуры кристаллических фаз Ослабление интенсивности рентгеновского излучения, проходящего через образец зависит от содержания и показателей поглощения всех присутствующих в материале фаз и характеризуется массовым коэффициентом поглощения. Этот коэффициент при проведении количественного анализа либо учитывают, либо исключают.
Количественный РФА можно проводить с помощью различных методов.
• Метод стандартных (эталонных) смесей.
• Метод гомогенных пар.
• Метод внутреннего стандарта.
• Метод добавок.
• Метод разбавлений.
• Безэталонный интегральный метод.
Чаще всего для порошкообразных материалов используют метод внутреннего стандарта. Для проведения, которого к исследуемому веществу добавляют определенное и постоянное количество стандартного (эталон) вещества. В качестве внутреннего стандарта обычно используют кристаллическую фазу, имеющую достаточно интенсивные дифракционные максимумы вблизи выбранного пика определяемой фазы. Интенсивность рефлекса стандарта Iс сопоставляют с интенсивностью рефлекса определяемой фазы Ii, по соотношению:
Ii / Ic = const Сi;
Ii - интенсивность дифракционного отражения i-ой кристаллической фазы
Сi - ее концентрация в % по весу.
Iс - интенсивность дифракционного отражения стандарта. Для определения постоянной строят линейный градуировочный график в координатах Ii / Ic - const Сi, по нескольким эталонным смесям (рис. 5).
Преимущество использования метода внутреннего стандарта заключается в независимости получаемых результатов от условий съемки (интенсивности первичного пучка, способа набивки кюветы), от общего состава образца, от влияния массового коэффициента поглощения. Все указанные изменения одинаковым образом влияют на интенсивность рефлексов определяемой фазы и внутреннего стандарта.
Рисунок 2. Градуировочный график для определения содержания кварца методом внутреннего стандарта
22. Что такое сплошное и характеристическое рентгеновское излучение?
Каждый элемент однозначно определяется его атомным номером Z в периодической системе элементов или по числу его электронов в нейтральном состоянии. Благодаря различному числу электронов (носителей отрицательного заряда) или числу Z положительных зарядов в атомном ядре энергии связи или энергетические уровни в каждом элементе различны и индивидуальны для каждого элемента. Пусть один из электронов внутренней оболочки удален из атома в результате облучения. Образовавшаяся таким образом вакансия заполняется электроном с более высокой оболочки. При этом высвобождается энергия, соответствующая разности участвующих в этом процессе энергетических уровней. Высвободившаяся энергия или эмитируется в виде рентгеновских квантов, или передается другому электрону оболочки (эффект Оже). Вероятность образования рентгеновского кванта в этом процессе называется выходом флуоресценции ω. Она зависит от атомного номера элемента и оболочки, в которой образовалась вакансия. Для легких элементов ω очень мала (примерно 10-4 для бора) и достигает значения 1 для К – оболочки более тяжелых элементов (например, урана). Однако решающим фактом является то, что энергия или длина волны рентгеновского кванта является характеристической для элемента, из которого он был эмитирован. Это излучение называется характеристическим рентгеновским излучением. Такова основа