ANÁLISE DE DIFRAÇÃO DE RAIOS X (DRX): PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES PARA INVESTIGAÇÃO DAS ESTRUTURAS DOS MATERIAIS DE ENGENHARIA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

ANÁLISE DE DIFRAÇÃO DE RAIOS X (DRX):

PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES PARA INVESTIGAÇÃO DAS ESTRUTURAS DOS MATERIAIS DE ENGENHARIA

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SANTO ANDRÉ

2015

 METODOLOGIA

Inicialmente, os dados da difração do Ferro – que foram fornecidos em forma de tabela – foram plotados de maneira a gerar o gráfico da figura 2.

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Figura 2: Difração do Ferro

                                                              Fonte: Autores

Após a construção do gráfico, foram determinadas as intensidades dos picos e seus respectivos ângulos nos pontos de valor máximo em cada um deles. Também foram calculadas as intensidades relativas normalizadas a partir do pico de maior intensidade, que, no caso dos dados do Ferro, foi o primeiro.

Para o cálculo do espaçamento interplanar (dhkl) de cada pico, foi utilizada a fórmula (1):

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Onde λ = 0,1756610 nm [1] é o valor do comprimento de onda da radiação [Ref x] ,θ é o ângulo de cada um dos picos e  é a ordem de difração (usou-se  =1).[2][pic 5][pic 6]

Já para a determinação do tipo de estrutura cúbica do material, foi necessário fazer uma combinação entre as equações (1) e (2):

                                             (1)[pic 7]

                                                     (2)[pic 8][pic 9]

Então,

É possível determinar a estrutura cristalina do material a partir desta igualdade, já que cada uma delas possui planos específicos para haver reflexões de raio X, o que altera os valores de S para cada pico. Estes valores serão especificados mais a frente.

Além da determinação da estrutura cristalina, também foi calculado o parâmetro de rede a partir da equação (2)

Para se ter um valor mais confiável, foram calculados a média e o desvio padrão dos valores obtidos a partir de cada um dos picos de reflexão.

Por último, foram calculados os ângulos 2θ dos picos de difração esperados se fosse usada uma radiação incidente com λ = 0,09 nm. Para isso, basta alterar o comprimento de onda na lei de Bragg (equação 1) e calcular as angulações a partir do valor de senθ obtido a partir da resolução da equação:[1]

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RESULTADOS E DISCUSSÃO

Após os cálculos de intensidade relativa e do espaçamento interplanar de cada um dos picos, construiu-se a seguinte tabela:

Tabela 1 Resultados de intensidade relativa e de espaçamento interplanar

       Fonte: Autores

Cada uma das estruturas cúbicas (cubo simples, cubo de corpo centrado e cubo de face centrada) possui alguns planos específicos onde existe reflexão de raio X e, consequentemente, um valor de S específico para cada pico. A tabela 2 mostra os planos das estruturas:

Tabela 2: planos com reflexão de raio X para cada estrutura cristalina cúbica[3]

       Fonte: Autores

Assim, cada estrutura cristalina possui os seguintes valores para S nos 5 primeiros picos:

Tabela 3: índices de Miller e S dos picos para cada estrutura cristalina cúbica

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