Introdução Raios - X

Introdução Raios - X

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Professora: Ana Maria Maliska Colaboradora: Patrícia BodanesePrates

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA -UFSC Departamento de Engenharia Mecânica -EMC Laboratório de Caracterização Microestrutural -LCM EMC 5732 -Estrutura Cristalina dos Sólidos

Identificação / Caracterização de fases cristalinas através de seus padrões difratométricos

O padrão difratométricoéúnico para cada composto cristalino

Fingerprint

Estrutura Cristalina dos Sólidos

Estrutura cristalina Cúbicade Corpo Centrado - C

Estrutura cristalina Cúbicade Face Centrada - CFC

Representaçãoesferas

Representação esferas reduzidas

Agregadode átomos

Representação esquemática dos diversosestágiosda solidificaçãode um material policristalino.

a –nucleaçãodos cristais b –crescimentodos cristalitos c –formaçãodos grãos d –estruturados grãosno MO

Formação dos grãos

5 Diagrama Fe-C

6 Espectro de difração de uma amostra desconhecida

Difração de Raios X em cristais

Intensity (%)

Espectro de um material policristalino Difração de Raios X em cristais

Espectro de difração para o Alumínio

O espectrode umaamostradesconhecidaéobtidoe seus picoscomparadoscom osde materiaisconhecidose tabelados permitindo assim a identificação do material.

Compostos de Carbono (Polimorfos) GrafiteDiamante

10 Composto não cristalino

EMC 5732 –ESTRUTURA CRISTALINA DE SÓLIDOS

-Introdução àcaracterização estrutural: conceitos de estrutura, fase cristalina, grão, contorno de grão.

-Fundamentos da técnica de difratometriade raios-X: origem, propriedades, difração e aplicação dos raios X. Estrutura do tubo de Röntgen.

-O estado cristalino da matéria. Análise da estrutura cristalina de sólidos por difração de raios-X –Método do pó.

-Identificação de fases cristalina –Bancos de dados.

-Instrumentação e preparação de amostras.

Aula de Apresentação: Objetivos da disciplina e motivação ao estudo da caracterização estrutural por difratometriade raios-X. Visão geral de análise estrutural. Apresentação das técnicas abordadas e suas aplicações. Exemplos práticos: uso e importância. Forma de avaliação. Programação das aulas práticas.

Produção e Propriedades dos raios-X: Introdução, histórico, radiação eletromagnética, absorção pelo efeito fotoelétrico;absorçãoderaios-X, espectro continuo, espectro característico, produção dos raios-X e detecção dos raios-X.

Fases cristalinas: Célula Unitária ou Retículo cristalino, parâmetros de rede, estrutura cristalina, constituição dos Sólidos, Tipos de Materiais Ordenados,

Difratômetrode raios-X: Introdução - O difratômetro moderno de focalização tipo Bragg- Brentano

Identificação de fases cristalinas: Identificação de fases e a Base de Dados ICDD e “software comercial”, análise quantitativa de fases, Tamanho de partículas e cristais não-perfeitos.

2. DEMONSTRAÇÕES EM LABORATÓRIO: Preparação de amostras –Equipamento de difração –local: LCM –bloco B EMC

3. AULAS PRÁTICAS: Serão ministradas aulas práticas sobre o uso do software para a identificação de fases. Local: EMC / bloco A –Laboratório de Informática

4. Sistema de Avaliação:

Recuperação –Rec.: toda matéria Trabalho: aulas práticas + trabalho escrito + apresentação

- http://www.matter.org.uk/diffraction/

Excelente site com tutoriais ou cursos on-line sobre difração de raios X.

Hácursos na área de materiais (alumínio, aço, etc) - http://www.journey.sunysb.edu/projectjava/bragg/home.html

Entenda a Lei de Bragg de forma interativa - http://www.gly.uga.edu/schroeder/schroeder.html

Conteúdo de vários cursos sobre mineralogia e argilas/difração de raios-X - http://www.fisica.ufc.br/raiosx/lbrx.html

Apostila sobre difração de raios-X - http://www.ccp14.ac.uk/

Sites interessantes

-Introductionto X-rayPowderDiffractometry-R. Jenkins& R.L. Snyder - Modern Powder Diffraction - Edited by Bish & Post

- Elements of X-ray Diffraction - B.D. Cullity

- X-ray Diffraction Procedures for Polycrystalline Amorphous Materials H.P. Klug & L.E. Alexander

- X-Ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Mineral D.M. Moore & R.C. Reynolds Jr.

-Callister, W.D., Materials Science and Engineering, John Woley& Sons, New York, USA, (1994).

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