روش های پراش پرتو ایکس

تعداد بازدید: 3460
چهارشنبه 03 دي 1393

روش های پراش پرتو ایکس

تغییر کمیت های λ و یا θ منجر به ایجاد روش های پراش پرتو ایکس (X-ray Diffraction Techniques) می شود. پراش پرتو ایکس هنگامی می تواند ایجاد شود که قانون براگ، صدق کند. این معادله شرایط بسیار دقیقی را روی λ و یا θ هر بلور معین اعمال میکند. با تابش تکفام، تنظیم اختیاری یک تک بلور در باریکه ای از پرتوهای ایکس هیچ باریکه پراشیده ای را در عمل تولید نخواهد کرد. راهی برای اجرای قانون براگ باید اختراع شود، و این امر از تغییر مدوام λ و یا θ در آزمایش تجربی انجام می شود. روش های تغییر این کمیت ها به سه روش اصلی پراش منجر می شود:

  λ θ
روش لاوه متغیر ثابت
روش بلور دورانی ثابت متغیر (تا اندازه ای)
روش پودری ثابت متغیر

روش های پراش پرتو ایکس که در بالا به آن ها اشاره شد، متکی بر عکسبرداری و ثبت پرتوهای پراشیده هستند. این روش ها از مزیت ساده بودن برخوردارند، و این امکان را به کلیه بازتاب های قابل دسترس می دهند تا به طور متوالی روی یک فیلم ثبت شوند. اما اگر نیاز به اندازه گیری کمی شدت پرتوهای پراشیده باشد، روش هایفوق مناسب نیستند و باید از روش پراش سنج پرتو ایکس استفاده کرد.

روش لاوه

روش لاوه (Laue Method) نخستین روش پراشی بود که مورد استفاده قرار گرفت، و آزمایش اولیه فن لاوه (Von Laue) را تداعی می کند. باریکه ای از تابش سفید، یعنی طیف پیوسته از یک لامپ پرتو ایکس، روی یک تک بلور تابیده می شود. به این ترتیب، برای هر مجموعه ای از صفحات بلور زاویه براگ θ ثابت است، و هر مجموعه از صفحات طول موج معینی را که قانون براگ برای مقادیر ویژه d و θ مربوط به آن صادق باشد، برگزیده و پراش می دهد. بنابراین، هر باریکه ی پراشیده طول موج متفاوتی دارد.

دو وضعیت متغیر که به موقعیت نسبی منبع پرتو، بلور و فیلم بستگی داشته، در روش لاوه وجود دارد. در هر کدام از روش ها، فیلم مسطح بوده و عمود بر باریکه ی فرودی قرار می گیرد. در روش عبوری لاوه  (روش لاوه ابتدایی)  فیلم در پشت بلور قرار داده می شود، به گونه ای که باریکه پراشیده در جهت پیش رو ثبت گردد. این روش را به دلیل عبور باریکه های پراشیده از میان بلور به این نام می خوانند. در روش پس تاب لاوه، فیلم میان بلور و منبع پرتو ایکس قرار داده می شوند که در جهت پس رو پراشیده شده اند.

روش لاوه، روش عبوری، روش پس تاب، laue method

در هر دو روش، باریکه های پراشیده صفوفی از نقاط را روی فیلم تشکیل می دهند. به این صفوف از نقاط به طور معمول یک طرح می گویند، اما این واژه در مفهوم دقیقی مورد استفاده قرار نمی گیرد و بر هر آرایش تناوبی نقاط دلالت نمی کند. بر عکس نقاط روی منحنی های ویژه ای قرار می گیرند، همان گونه از خطوط رسم شده روی عکس ها، نشان داده می شوند. این منحنی ها به طور کلی بیضی ها و یا هذلولی هایی برای طرح های عبوری و هذلولی هایی برای طرح های پس تاب می سازند.   طرح بلور مکعبی آلومینیم

روش بلور دورانی

در روش بلور دورانی (Rotating-Crystal Method) تک بلوری با یکی از محور های خود و یا برخی جهات مهم کریستالوگرافی آن، عمود بر باریکه تکفام پرتو ایکس تنظیم می شود. فیلم استوانه ای پیرامون آن قرار گرفته و بلور پیرامون جهت برگزیده شده، چرخانیده می شود و محور فیلم با محور دورانی بلور منطبق است. همان گونه که بلور می چرخد، مجموعه ویژه ای از صفحات شبکه ای، برای یک لحظه زاویه براگ مناسبی را برای بازتاب باریکه فرودی تکفام ایجاد می کنند، و در آن لحظه یک باریکه بازتاب ایجاد خواهد شد.

باریکه های بازتاب دوباره روی مخروط های فرضی قرار خواهند گرفت، اما اکنون محور های مخروط روی محور دورانی منطبق هستند. از این رو هنگامی که فیلم به صورت مسطح پهن می شود، نقاط روی فیلم روی خطوط افقی فرضی قرار می گیرند. از آنجا که بلور فقط پیرامون یک محور دوران داده می شود، زاویه ی براگ تمام مقادیر ممکن میان صفر و 90 درجه برای هر مجموعه از صفحات را در بر نمی گیرند. مجموعه های عمود یا تقریبا عمود بر محور دورانی توانایی تولید باریکه ی پراشیده را ندارد. کاربرد عمده روش بلور دورانی و تغییرات آن، در تعیین ساختارهای بلوری ناشناخته است، و برای این منظور موثرترین وسیله ای است که بلورشناسان پرتو ایکس در اختیار دارند.

 

روش بلور دورانی

روش پودری

در روش پودری (Powder Method)، بلوری که مورد آزمایش قرار می گیرد به پودر بسیار ریزی تبدیل شده و در مسیر باریکه پرتو های تکفام ایکس قرار داده می شود. هر ذره ی پودر یک بلور ریز، و با مجموعه ای از بلور های کوچکتر است که به طور اتفاقی نسبت به باریکه فرودی جهت یابی می شوند. برخی از بلور ها تصادفا به طور صحیحی جهت یابی خواهند شد، به گونه ای که به عنوان مثال صفحات (100) آن ها بتوانند باریکه فرودی را بازتابانند. بلور های دیگر به طور صحیحی برای بازتاب های (110)، هم چنین دیگر بازتاب پرتو ایکس را خواهند داشت. توده ی پودر در واقع مشابه با تک بلوری است که پیرامون تمام محورهای ممکن دوران داده می شود.

بازتاب ویژه ی hkl را در نظر بگیرید. یک و یا چند بلور کوچک تصادفا طوری جهت یابی خواهند شد که صفحات (hkl) آن ها زاویه صحیح براگ را برای بازتاب بسازند. شکل زیر صفحه ای در این مجموعه و هم چنین باریکه پراش تشکیل شده را نشان می دهد. اگر اکنون این صفحه پیرامون باریکه فرودی به عنوان محور به گونه ای دوران داده شود که زاویه ی θ ثابت بماند، سپس باریکه های بازتابی روی سطح یک مخروط حرکت خواهند کرد و محور مخروط بر مسیر باریکه ی عبوری منطبق است همانگونه که در شکل نشان داده می شود. در واقع این دوران در روش پودری رخ نمی دهد، اما وجود ذرات بلوری فراوانی که تمام جهت های ممکن را دارا هستند، همانند این دوران است، زیرا با وجود بخش های ویژه ای در میان این ذرات، صفحات (hkl) آن ها زاویه ی صحیح براگ با باریکه فرودی می سازند و هم چنین در یک زمان در تمام موقعیت های دورانی ممکن پیرامون محور باریکه فرودی قرار می گیرند، به این ترتیب، بازتاب hkl ناشی از توده ثابت پودری، حالت پوسته مخروطی شکل از تابش پراشیده دارد، و برای هر مجموعه از فواصل متفاوت صفحات شبکه ای، مخروطی مجزا تشکیل می شود.

 

این مخروط ها در شکل زیر نمایش داده شده است. این شکل هم چنین رایج ترین روش پراش پودری را نمایش می دهد. در این روش (روش دبی شرر) نوار باریکی از فیلم در استوانه ای کوتاه دایره وار قرار می گیرد. نمونه روی محور استوانه واقع شده و باریکه فرودی با زاویه ی عمود بر این محور تابیده می شود. مخروط های باریکه های پراشیده، نوار استوانه ی فیلم را به صورت خطوطی قطع می کنند و هنگامی که فیلم باز شده و به صورت مسطح پهن می شود، طرح حاصل ظاهری همانند شکل  دارد. هر خط پراشیده از تعدادی نقطه ساخته شده است که هر نقطه ناشی از ذرات جداگانه یک بلور بوده و به اندازه ای آن نقاط به یکدیگر نزدیک هستند که به صورت یک خط ممتد قرار می گیرند خطوط به طور کلی انحنا یافته هستند به جز در 2θ=90o که در این حالت به صورت خطوطی مستقیم نمایان می شوند. از موقعیت اندازه گیری شده یک خط پراشیده معین روی فیلم می توان θ را تعیین کرد و با مشخص بودن λ می توان فاصله صفحات بازتابی یا d شبکه را محاسبه کرد که این خطوط به وجود می آورند.  بر عکس اگر شکل و اندازه بلور مشخص باشد، می توان موقعیت تمام خطوط پراش ممکن روی فیلم را پیش بینی کرد. به عنوان مثال خط مربوط به کمترین مقدار از بازتاب صفحاتی با بیشترین فاصله ایجاد می شوند.

روش دبی شرر، روش دبای شرر

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

بی دی کالیتی، مبانی پراش پرتو ایکس، انتشارات دانشگاه شیراز، 1386.

صفحه مهندسی مواد و متالورژی

مجله علمی ویکی پی جی

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

X-ray Diffraction Techniques
روش های پراش پرتو X
روش های پراش اشعه ایکس
برچسب ها: پرتو ایکسروش های آنالیز و شناسایی موادپراش پرتو ایکس
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان اصفهان 97
بیست و یکمین نمایشگاه تخصصی ساختمان اصفهان 97   عنوا ...بیشتر
نمایشگاه صنعت ساختمان البرز 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان البرز 97   عنوان: نمایشگ ...بیشتر
اولین نمایشگاه تخصصی سونا و جکوزی قزوین 97
نمایشگاه تخصصی سونا، استخر و جکوزی قزوین 97   عنوان: ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97
هفدهمین نمایشگاه تخصصی ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97   ...بیشتر
هجدهمین نمایشگاه ساختمان و تاسیسات سرمایشی گرمایشی همدان 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان،آسانسور، درب و پنجره، تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گر ...بیشتر
دوازدهمین نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97
نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97   عنوان: نم ...بیشتر
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنندج 97
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنن ...بیشتر
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز شهر آفتاب تهران 97
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز تهران 97   عنوان: ...بیشتر
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97   عنو ...بیشتر
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97 ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبریز 97
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبری ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر