Aula 05 IFMG Difração de Raios X (DRX)

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Difração de Raios-X (DRX)
Prof. Dr. José Alberto da Cruz Junior
Disciplina: Caracterização dos Materiais
INSTITUTO FEDERAL DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE METALURGIA
ENGENHARIA METALÚRGICA
1
Aplicações
 Técnica usada para medir o conteúdo cristalino de materiais (cristalino/amorfo);
 Identificar as fases cristalinas presentes (incluindo a quantificação de misturas em
casos favoráveis);
 Determinar o espaçamento de rede entre os planos;
 E estudar o ordenamento preferencial e crescimento epitaxial de cristais;
Introdução a DRX
Características
 Amostras para análise: na forma de pós finamente dispersos ou em superfícies,
desde que planas e não muito ásperas;
 Materiais a ser analisados incluem: inorgânicos, orgânicos, polímeros, metais ou
compósitos;
 Aplicações: metalurgia, produtos farmacêuticos, ciências da terra, polímeros e
compósitos, microeletrônica e nanotecnologia;
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Introdução a DRX
 Prêmio Nobel (1901): Raios-X descobertos em 1895 pelo físico alemão
Roentgen;
 Prêmio Nobel (1914): M. Von Laue difração de raios-X a
partir de cristais;
 Prêmio Nobel (1915): Von Laue e Bragg descobriram que
os raios-X foram espalhados pelas estruturas internas de
objetos sólidos;
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Histórico e Prêmio Nobel na Pesquisa de Raios-X
Primeira Radiografia
 Prêmio Nobel (1917): C. G. Barkla, radiação característica de elementos;
 Prêmio Nobel (1924): K. M. G. Siegbahn na área de espectroscopia de raios-x;
 Prêmio Novel (1927): A. H. Compton, descoberta da mudança de comprimento
de onda em raios-x difusos (espalhados);
 Prêmio Nobel (1936): P. Debye pelo trabalho em
momentos de dipolo e difração de raios X e
elétrons em gases;
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Histórico e Prêmio Nobel na Pesquisa de Raios-X
Efeito Compton
 Prêmio Nobel (1985): H. Hauptman e J. Karle em Química desenvolvimento de
métodos diretos para determinar estruturas cristalinas;
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Histórico e Prêmio Nobel na Pesquisa de Raios-X
Para descrever um material, geralmente são necessárias duas informações:
 Quais são os elementos presentes e como são organizados?
 A primeira pergunta é respondida por técnicas de análise química e dá a razão
dos elementos presentes no material;
 A fórmula química não descreve como os átomos estão dispostos no espaço ou
em relação um ao outro;
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Conceitos
 O material carbonato de cálcio (CaCO3), pode ocorrer naturalmente com 2
arranjos atômicos diferentes;
 Esses arranjos atômicos são chamados de estruturas de cristal;
 As diferentes estruturas para a mesma fórmula química
são chamadas de polimorfos;
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Conceitos
Calcita: Trigonal-RomboédricoAragonita: Ortorrômbica
Raios-X
 Raio-X é uma radiação eletromagnética semelhante a luz;
 Raios-X possuem λ’s muito curto da ordem de 0,01 a 1 nm, frequências na faixa
de 3x1016 a 3x1019 Hz e energias entre 100 eV até 100 keV;
3
Conceitos
Raios-X
 O dispositivo que gera raios-X é um tubo evacuado e possui um catodo
incandescente (filamento W) que gera um fluxo de elétrons de alta energia;
 Estes são acelerados por uma grande DDP e atingem ao ânodo ou alvo (Cu, Mo e
Cr);
 A desaceleração do feixe ao colidir com o alvo
produz 2 tipos de raios-X: raios-característicos e
a radiação contínua (bremsstrahlung);
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Conceitos
Tubo de raios-X
Raios-X
 Quando a tensão aplicada é elevada acima de um valor crítico (Ec), característica
do metal alvo, máximos intensos aparecem no espectro;
 Estas são as “linhas características” e são produzidas excitando um elétron de sua
camada (somente as linhas K são usadas
na difração de raios-X devido à absorção);
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Conceitos
Raios-X
 Muitas técnicas, incluindo a difração de raios-x de pó, requerem o uso de
radiação monocromática (raios-x de comprimento de onda único);
 Portanto, a alta intensidade e a natureza monocromática das linhas características
tornam-nas ideais para a análise de DRX;
 Para a radiação do Cu, o raio-X Kα é 90 vezes a intensidade da radiação contínua
(bremsstrahlung);
11
Conceitos
Raios-X
 A figura mostra o espectro de raios-X com a radiação contínua “bremsstrahlung”
subjacente em baixa energia e queda gradual em energias mais altas;
 Os 2 picos no espectro são as linhas Kα e Kβ
para o metal alvo. Observe que somente em energia
suficientemente alta o espectro contém linhas
características;
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Conceitos
Cristais
 Apresentam um ordenamento de longo alcance; os átomos, moléculas ou íons
arranjados periodicamente no espaço;
 Durante o processo de cristalização no ambiente apropriado, os cristais assumem
várias formas geométricas, dependendo do ordenamento de sua estrutura atômica
e das condições físicas e químicas sob as quais elas crescem;
 Várias estruturas cristalinas foram divididas de acordo com a geometria da célula
unitária e/ou arranjos atômicos;
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Conceitos
Cristais
 Essa geometria é definida em termos de 6 parâmetros: arestas (a, b, c) e os
ângulos (α, β, γ);
 Com isso existem 7 combinações diferentes (sistema cristalinos);
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Conceitos
10
Cristais
Conceitos
Rede de Bravais
Cristais
 Para materiais cristalinos, torna-se necessário especificar uma direção ou um
plano cristalográfico de átomos;
 A estrutura atômica de um cristal define o
alinhamento dos planos e essas relações são
usadas na difração de raios-X para determinar
propriedades específicas de uma amostra;
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Conceitos
Difração
 Ocorre quando uma onda (raio-X) encontra uma série de obstáculos regularmente
espaçados (cristal), que são capazes de espalhar a onda, e têm espaçamentos que
são comparáveis em magnitude ao comprimento de onda;
 Quando um raio-X monocromático entra em contato
com uma rede cristalina, padrões de interferência são
produzidos por cada átomo atingido pelo feixe;
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Conceitos
Difração
 Muitos desses padrões irão interferir uns com os outros e se anularão
mutuamente;
 Esses padrões de interferência depende de uma correlação de fase específicas
estabelecidas entre duas ou mais ondas que foram espalhadas pelos obstáculos;
 A correlação de fase entre as ondas espalhadas, dependerá da diferença no
comprimento de onda;
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Conceitos
Difração
 Uma possibilidade resulta quando esta diferença de comprimento de onda é um
número inteiro de comprimentos de onda (nλ, onde n = 1, 2, 3...);
 Diz que elas reforçam-se mutuamente (interferência construtiva);
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Conceitos
Difração
 Por outro lado, quando a diferença de comprimento de onda após o espalhamento
é número inteiro e meio comprimentos de onda (nλ/2, onde n = ímpares: 1, 3...);
 Diz que elas se aniquilam mutuamente (interferência destrutiva);
13
Conceitos
Lei de Bragg
 Considere-se 2 planos paralelos de átomos A-A' e B-B', que possuem os mesmo
índices de Miller e estão separados pelo espaçamento interplanar dhkl;
 Suponha-se agora que um feixe de raios-X de comprimento de onda λ paralelo,
monocromático e em fase incida sobre estes 2 planos segundo um ângulo θ;
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Conceitos
Lei de Bragg
 Dois raios neste feixe, denominados 1 e 2, são espalhados pelos átomos P e Q;
 Interferência construtiva dos raios espalhados 1' e 2' ocorre também num ângulo θ
aos 2 planos, a diferença do comprimento do caminho entre 1-P-1' e 2-Q-2' (isto
é, SQ + QT ) é igual a um número inteiro n, de comprimento de onda;
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Conceitos
Lei de Bragg
 Isto é, a condição para difração é:
nλ = SQ + QT
ou
nλ = dhkl sen θ + dhkl sin θ
nλ = 2dhkl sin θ
 A eq. é conhecida como Lei de Bragg;
 Onde, n é a ordem de reflexão, que pode ser qualquer inteiro (1, 2, 3,....);
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Conceitos
Lei deBragg
Condições da difração de Bragg: Para manter o mesmo comprimento de caminho
e permanecer em fase, os raios-X devem ser desviados em um ângulo igual ao
ângulo de incidência (θ);
 Se a lei de Bragg não for satisfeita, então a interferência será destrutiva em
natureza fornecendo um feixe difratado de muito baixa intensidade;
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Conceitos
Lei de Bragg
 O espaçamento interplanar (dhkl) é uma função dos índices de Miller (h, k e l)
bem como os parâmetros da rede (a);
 Por exemplo, as estruturas cristalinas tendo simetria cúbica,
dhkl =
a
h2+ k2+ l2
 na qual (a) é o parâmetro da rede (comprimento da aresta da célula unitária);
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Conceitos
 Como funciona a difração de uma amostra policristalina (geralmente um pó)?
 Um pó cristalino finamente moído contém um grande n° de pequenos cristais,
que devem ser orientados aleatoriamente entre si;
 Quando esta amostra é colocada no caminho do raios-X, a difração ocorrerá a
partir de planos nesses cristais, que por acaso estão orientados no ângulo correto
para satisfazer a condição de Bragg;
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Difração de Pó
 O efeito disso é que cada espaço de rede no cristal dará origem a um cone de
difração;
 Cada cone consiste de um conjunto de pontos de difração espaçados, cada um
representando a difração de um único cristas dentro da amostra de pó;
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Difração de Pó
Esquema de uma medição de difração de pó. Todos os planos de cristal são acessíveis quando a radiação
de entrada é girada.
28
Difração de Pó
 O objetivo da realização de difração de raios-X em uma amostra policristalina é
capturar todas as orientações possíveis da estrutura cristalina da amostra;
 Isso resulta em muito menos tempo e recursos para obter as mesmas informações;
 Também permite a observação de uma variedade muito mais diversificada de
tipos de amostras;
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Difração de Pó
 Os difratômetros baseia-se na geometria de reflexão, onde a fonte de raios-X e o
detector estão no mesmo lado da amostra;
 Os raios-X espalhados pela fonte são refletidos da amostra para o detector
(geometria de Bragg-Brentano);
 Isso requer um movimento bastante
complexo da amostra e detector ou
fonte e detector;
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Difratômetro de Raios-X
 O difratômetro com geometria de Bragg-Brentano opera com um feixe divergente
que se alarga até atingir a amostra;
 A partir daí, ele é focalizado na fenda de recepção, que é seguida pelo detector ou
por alguns monocromadores secundários;
 No caso de monocromadores
secundários, o feixe é reorientado para
o detector;
19
Difratômetro de Raios-X
 Existem 2 tipos de geometria de Bragg-Brentano:
 Na geometria de θ-2θ, a fonte de raios-X, óptica primária são fixas, enquanto a
amostra se move no ângulo θ, a óptica secundária e o detector se movimentam de
2θ;
 Uma grande desvantagem é que a amostra pode facilmente escorregar do porta-
amostras se 2θ exceder 90°;
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Difratômetro de Raios-X
 Na geometria de θ-θ a posição da amostra é fixa enquanto a fonte de raios-X, a
óptica primária, a óptica secundária e o detector, se movem em torno de θ°;
 Esse movimento é mais exigente na mecânica do sistema e é típico de máquinas
de última geração;
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Difratômetro de Raios-X
 As características essenciais de ambas as geometrias são:
 a relação entre θ (ângulo entre o feixe de raios-X incidente e a superfície da
amostra) e 2θ (ângulo entre o feixe de raios-X incidente e o detector de fenda
receptora) é mantida durante a análise;
 a distância entre a fonte de raios-X e a amostra, e a
amostra e o detector de fenda de recepção são fixos e
iguais (círculo do difratômetro no qual a amostra está
sempre no centro);
25
Difratômetro de Raios-X
As principais partes de um difratômetro de pó incluem:
 Fonte;
 Ótica primária;
 Porta amostra e estágio;
 Ótica secundária;
 Detector;
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Difratômetro de Raios-X
Fonte
 Produz os raios-X usados para analisar amostras com difração de raios-X;
 A desaceleração do feixe ao colidir com o alvo produz 2 tipos de raios-X: raios-X
característicos e a radiação contínua (bremsstrahlung);
 As linhas características mais intensas são a radiação
Kα1 e Kα2 e a Kβ;
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Difratômetro de Raios-X
Tubo de raios-X
Fonte
 Os 2 primeiros são geralmente usados em experimentos de difração;
 Todos os outros tipos de radiação são subprodutos indesejados;
 O Cu é o material mais comum do ânodo no DRX;
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Difratômetro de Raios-X
Os comprimentos de onda de cada raios-X característicos
Ótica Primária
 A ótica primária controla o feixe produzido pela fonte de raios-X e o manipula
em formas mais úteis para experimentos de difração;
 Existem 3 componentes principais:
 A fenda Soller reduz a divergência axial do raio-X a menos de 6, reduz a
assimetria de pico na saída;
38
Difratômetro de Raios-X
Ótica Primária
 A fenda de divergência reduz a divergência de altura (dispersão do feixe); Isso
reduz os picos e aumenta a resolução da saída;
 O monocromador é um filtro que absorve a
maior parte da radiação Kβ e da radiação contínua;
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Difratômetro de Raios-X
Porta amostra e Estágio
 Vários tipos de porta-amostras para diferentes tipos de amostras, como pós,
amostras volumosa e filmes finos;
 O erro mais grave durante a preparação da amostra é encher o suporte da amostra
muito alto ou baixo (pós);
 Ambas resultam em uma mudança significativa
nas posições de pico, o que pode dificultar a
interpretação (pós);
41
Difratômetro de Raios-X
Estágio
 O estágio da amostra mantém a amostra fixa na posição correta durante o
experimento;
 O suporte da amostra é montado no estágio que mantém a amostra alinhada no
feixe e controla o seu movimento;
41
Difratômetro de Raios-X
Ótica Secundária
 A ótica secundária recupera os raios-X difratados da amostra, sendo composto
dos seguintes componentes;
 O primeiro componente é uma fenda chamada anti-dispersão (conjunto de fendas
Soller e a fenda de recepção);
 A fenda de recepção é diretamente seguida pelo detector ou por um
monocromador secundário que é um monocromador de cristal;
42
Difratômetro de Raios-X
Ótica Secundária
Esses componentes servem aos seguintes propósitos:
 A fenda anti-dispersão reduz os raios-X dispersos devido à dispersão amorfa; Isso
resulta em uma redução no ruído da saída;
 A fenda de recepção reduz a divergência da altura do feixe de raios-X e remove o
espalhamento difuso; Melhora a resolução removendo a radiação espalhada;
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Difratômetro de Raios-X
Ótica Secundária
Esses componentes servem aos seguintes propósitos:
 Os monocromadores secundários removem as radiações contínua e Kβ e
permitem apenas que a radiação Kα passe para o detector;
45
Difratômetro de Raios-X
Ótica Secundária
46
Difratômetro de Raios-X
Tipos de monocromadores e as intensidades relativas dos raios-X
característicos
Detector
 Um dos tipos de detectores mais utilizados é o contador de cintilação devido à
sua robustez e confiabilidade;
 O cintilador, é um material que emite luz visível na exposição aos raios-X;
 Esta radiação (luz visível) faz com que um fotocatodo emita fotoelétrons que são
amplificados por um multiplicador de fotoelétrons;
46
Difratômetro de Raios-X
Detector
 Isto é então contado por equipamentos eletrônicos para quantificar a amplitude
dos sinais;
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Difratômetro de Raios-X
Parâmetros Operacionais
 Existem vários parâmetros que podem ser ajustados ao usar um difratômetro de
raios-X, são eles:
Faixa de varredura
 Este parâmetro descreve os ângulos inicial e final a analisar (de 10°a 80°). Ele
corta os dados dentro do intervalo de ângulos definidos;
 A faixa de varredura pode ser usada para otimizar o tempo de medição;
48
Usando a Máquina
Faixa de varredura
 Na maioria dos casos, um intervalo de 5 a 90° é recomendado;
 Ângulo abaixo de 2° destruirá o detector devido à exposição direta ao feixe
principal;
49
Usando a Máquina
Velocidade de Varredura
 Quanto mais lenta a varredura, melhor a relação sinal-ruído, porque as leituras
médias serão mais representativas da estrutura cristalina real;
Potência da Fonte
 A fonte de energia é controlada por 2 parâmetros, tensão do tubo de raios-X (kV)
e a corrente (mA);
 A configuração padrão sugerida é de 40 kV e 30 mA; O valor da tensão deve
sempre ser maior ou igual à corrente;
50
Usando a Máquina
Largura do Passo
 A medição prossegue ao longo do círculo 2θ passo a passo;
 Aumentar a largura do passo com um tempo de varredura fixo significa que há
menos pontos no difratograma que são medidos;
 Isso aumenta a relação sinal-ruído, mas reduz a resolução;
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Usando a Máquina
Largura da Fenda
 Existem 3 fendas que controlam a divergência do feixe de raios-X e controlam a
intensidade e a resolução;
 Essas fendas são: a fenda de divergência axial (Soller) (em graus), a fenda anti-
espalhamento (em graus) e a fenda de recepção (largura em nm);
 Fechar as fendas melhora a resolução em detrimento do sinal;
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Usando a Máquina
Tempo por Passo
 Isso descreve quanto tempo é gasto na varredura em cada passo angular;
 Aumentar esse parâmetro diminuirá o ruído, porque as leituras médias serão mais
representativas da estrutura real;
 Isso também resultará em picos mais altos no gráfico de saída devido a um
aumento geral na quantidade de raios-X produzidos em cada etapa;
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Usando a Máquina
 A análise baseia-se no fato de que a amostra contém cristalitos de todas as
orientações possíveis;
 O resultado é uma média de todos os planos que são examinados pelos raios-X;
 Se apenas um subconjunto dessas orientações for examinado, a análise é inválida
para essa amostra em particular;
 Isso pode ser testado girando a amostra no estágio; amostra bem preparada, não
haverá alteração nos dados de saída;
Preparação de Amostra
54
 As amostras devem ser preparadas cuidadosamente para assegurar que todas as
orientações sejam examinadas;
 A análise de pós requer que eles sejam finos para alcançar uma boa relação sinal-
ruído (evitar flutuação na intensidade), minimizar a orientação preferencial;
 A redução de pós para partículas finas também
garante participação suficiente de partículas no
processo de difração;
55
Preparação de Amostra
 A faixa de tamanho recomendada é cerca de 1-5µm, especialmente se a
quantificação de várias fases for desejada;
 Para avaliação qualitativa de rotina de componentes minerais, as amostras são
geralmente moídas para passar por uma peneira de malha 325 # (45 µm);
 A moagem é realizada através de moagem manual ou em um moedor mecânico;
 Os efeitos da moagem excessiva incluem distorção do parâmetro de rede (a) e
possível formação de uma camada amorfa fora dos grãos;
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Preparação de Amostra
 Existem 2 tipos de montagem empregados, dependendo da natureza da orientação
requerida pelo cristalito;
 Montagens Aleatórias: são preferidas quando a identificação de fases em uma
amostra é necessária;
 Neste tipo de montagem, as partículas moídas de 1-5 µm são colocadas na
superfície plana do suporte de amostra para assumir diferentes orientações e
garantir reflexões a partir dos vários planos (hkl);
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Preparação de Amostra
 Montagens Orientadas: são usadas na análise de argilas que raramente mostram
fortes efeitos de difração a partir de planos de Bragg, como o plano (001);
 Em geral, estas são preparadas fazendo uma lama da amostra com água destilada;
 A água é então evaporada até que a lama seja espalhada em um porta-amostra
(pode ser uma lâmina de vidro ou cerâmica);
58
Preparação de Amostra
Argila (Caolinita)
 Fluxograma que detalha as etapas na preparação de uma amostra de muitos tipos
diferentes usando várias técnicas;
59
Preparação de Amostra
1. As propriedades da amostra também influenciam a qualidade de um padrão em
pó, reduzindo intensidades ou distorcendo as intensidades;
2. Orientação Preferencial (Textura): as partículas de pó não têm uma forma
arbitrária, mas uma forma anisotrópica fortemente regular, folhas ou agulhas
(argila);
A maneira mais eficiente é formar uma pasta em um líquido altamente viscoso,
como esmalte. Em tal líquido, a orientação aleatória é retida na secagem;
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Importantes Fatores na Preparação de Amostra
 A forma de partícula anisotrópica pode ser reduzida moendo-se em um moinho de
bolas;
 Deve ser feito com cuidado, pois a moagem excessiva pode quebrar o tamanho
das partículas até o tamanho nanométrico e levar à amorfização;
3. Tamanho e deformação do cristal: a largura de um pico de difração corresponde
ao tamanho médio de cristal;
 Quanto menor o tamanho médio do cristal, mais largo os picos e menores suas
intensidades;
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Importantes Fatores na Preparação de Amostra
 Relacionado ao do tamanho do cristalito está a deformação do cristal;
 A deformação ocorre devido à presença de defeitos nos cristais; pode ser
introduzido através de substituição de átomos (impurezas) que constituem mas
também por meio do tratamento térmico especial;
4. Os suportes de amostra rotativos melhoram as estatísticas de medição e, assim,
fornecem os melhores resultados;
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Importantes Fatores na Preparação de Amostra
 A saída é apresentado como um difratograma no qual a intensidade dos raios-X
difratados é mostrada como uma função do ângulo de varredura 2θ;
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Saída/Resultado
 A qualidade de um difratograma se refere a duas coisas: relação sinal-ruído e a
resolução;
 Eles estão fortemente ligados e muitas vezes só se pode melhorar à custa do
outro;
 O gráfico ideal consistirá de uma série de picos altos (intensidade) e finos
(resolução), picos estreitos proporcionam uma melhor análise da amostra;
64
Saída/Resultado
Os dados mais importantes a serem observados no padrão de difração incluem:
1. O espaçamento/posição dos picos:
 O espaçamento dos picos fornece informações sobre a qual grupo de cristais a
amostra pertence;
 A posição dos picos descreve o tamanho da célula unitária do cristal;
2. Os valores de intensidades e formas dos picos:
 Intensidade fornece informações sobre as fases presentes no cristal;
3. A distribuição da intensidade em função do ângulo de difração;
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Saída/Resultado
 A maneira mais comum de usar esses dados para determinar as propriedades da
amostra é comparar os picos gerados com um grande conjunto de dados padrão
(Banco de Dados);
 Programas de computador faz isso de forma rápida e eficiente, e podem revelar
informações sobre a amostra, incluindo espaçamento (d), elementos que estão
presentes e fases cristalinas;
 No entanto, em situações mais complicadas, o software nem sempre pode fazer
tudo isso automaticamente;
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Saída/Resultado
 Envolve a identificação das fases da amostra, em comparação com os padrões de
DRX monofásicos presentes no banco de dados (PDF-2);
 As informações obtidas a partir desta base de dados incluem: espaçamentos
interplanares (d), intensidades relativas (I/Io), índices de Miller, parâmetro de
rede (a), propriedades físicas e referências da fontes de informação;
 A última versão contém 163.835 entradas de fases inorgânicas e orgânicas. Ele é
mantido atualizado pelo Centro Internacional para Dados de Difração(ICDD) ou
pelo Banco de Dados de Estrutura de Cristal Inorgânico (ICSD);
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Análise de Dados/Difração Qualitativa
 O PDF-2 é incorporado ao software de processamento de DRX;
 Para processar um pico, inicialmente atribui-se valores do espaçamento (d) para
cada reflexão;
 Uma rotina de pesquisa é então executada, fornecendo ao usuário uma lista de
possíveis minerais ou fases em uma amostra;
 Para cada fase, uma boa correspondência é aquela em que intensidades relativas e
posições de 3 picos mais intensos da amostra desconhecida coincide com o
padrão do banco de dados;
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Análise de Dados/Difração Qualitativa
 Escolhas lógicas de possíveis fases na amostra são feitas com base nas
informações que se tem sobre a amostra (resultados de outras análises, ambiente
de formação e informações de trabalhos anteriores);
Algumas etapas para executar uma análise qualitativa de uma amostra de DRX são
as seguintes:
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Análise de Dados/Difração Qualitativa
Algumas etapas para executar uma análise qualitativa de uma amostra de DRX são
as seguintes:
1. Identificação do pico. A primeira parte da avaliação de dados é identificar os
picos de difração. Isso envolve várias etapas:
 Subtração do background: presença significativa de fundo devido à fases
amorfas. O fundo é ajustado com um polinômio matemático e depois subtraído;
 Suavização: os padrões de difração contém uma quantidade de ruído. Isso pode
dificultar a discriminação de picos de ruído aleatório. Um passo de suavização é
frequentemente empregado para reduzir o ruído aleatório;
70
Análise de Dados/Difração Qualitativa
1. Identificação de pico. A primeira parte da avaliação de dados é identificar os
picos de difração. Isso envolve várias etapas:
 Pesquisa de pico: a suavização é seguida pela identificação real dos picos. Com
bons padrões (alta relação sinal-ruído, picos estreitos) isso pode ser feito
automaticamente ou inseri-los à mão e refiná-los;
 Ajuste de perfil: se encontrado automaticamente ou à mão, as posições de pico e
as intensidades não são bem determinadas pela etapa anterior. Um ajuste de perfil
refina posições e intensidades de pico;
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Análise de Dados/Difração Qualitativa
2. Identificação de fase:
 Usando o arquivo de difração: cada fase individual tem um padrão característico
em um dado comprimento de onda em termos de posição de pico e intensidade;
 Esse padrão funciona como uma impressão digital para identificar essa fase;
 Identificação de picos: o próximo passo é atribuir os picos no padrão
experimental à fase correta. Uma vez que todos os picos tenham sido
identificados, o padrão de pó pode ser considerado resolvido;
72
Análise de Dados/Difração Qualitativa
3. Pesquisa automática: um procedimento de pesquisa automatizado pode ser
executado;
 As melhores correspondências serão exibidas primeiro e os padrões do banco de
dados podem ser sobrepostos ao experimental;
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Análise de Dados/Difração Qualitativa
 A difração quantitativa leva à determinação dos parâmetros da rede e também
pode identificar a fração de cada fase em uma amostra;
 O método Rietveld de análise de padrões de difração permite o refinamento da
estrutura;
 A análise de pico nos dá informações sobre a distribuição de tamanho do
cristalito e análise de microdeformação;
74
Análise de Dados/Difração Quantitativa
Algumas etapas para realizar a análise quantitativa são as seguintes:
 Usando software Rietveld sofisticado, como Topas, pode haver uma análise mais
aprofundada dos dados de difração;
 Uma análise quantitativa das fases pode ser obtida a partir das intensidades
integradas. Isso também pode incluir um refinamento da estrutura cristalina;
 Os parâmetros exatos de rede de cada fase são refinados a partir das posições de
pico;
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Análise de Dados/Difração Quantitativa
Algumas etapas para realizar a análise quantitativa são as seguintes:
 A forma do perfil pode ser usada para extrair informações microestruturais sobre
as fases presentes, tais como tamanho e deformação de cristalito;
76
Análise de Dados/Difração Quantitativa