KRĐSTAL YAPININ BELĐRLENMESĐ BAHAR 2011

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "KRĐSTAL YAPININ BELĐRLENMESĐ BAHAR 2011"

Melek Bagci
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 KRĐSTAL YAPININ BELĐRLENMESĐ BAHAR 2011

2 NUMUNE HAZIRLAMA 3. Toz numune hazırlama: Toz, numune tutucu levhaya yerleştirilirken örnek çeperlerinin de çok düzgün olması gerekir. Çünkü analizler sırasında numune hazırlama şeklinin her zaman aynı olması genel kuraldır. Oyuk dışına taşan tozlardan oluşacak kırınımlar bazen kırınım şiddetini olumsuz yönde etkiler ve nitel değerlendirmeleri sağlıksız kılar.

3 XRD ĐLE ANALĐZ X ışınları kırınım profillerinin yorumlanması işleminin zorluğu veya basitliği elde edilen verilerin miktarına, numuneyi oluşturan fazların karmaşıklığına ve sayısına bağlıdır. En basit yorumlama, elde edilen verilerin daha önceden bilinen bir referans malzemeye ait verilerle karşılaştırmak suretiyle yapılandır. Ayrıca numuneyi oluşturan her bir faza ait kırınımların Miller indislerinin hesaplanması ile fazlara ait yapısal özellikler hakkında da bilgiler sağlanabilir.

En basit yorumlama, elde edilen verilerin daha önceden bilinen bir referans malzemeye ait verilerle karşılaştırmak

4 XRD ĐLE ANALĐZ X ışınları toz kırınım metoduyla elde edilen profillerin yorumlanması ilkesine dayanan analizler neticesinde şu bilgiler sağlanabilir: Numuneyi oluşturan bilinmeyen kristalin fazın nitel mineralojisi. Karışım halindeki kristalin fazların nitel mineralojisi. Kristalin materyalin kristalinite özellikleri (düzenli, düzensiz). Kristal birim hücre parametrelerinin tespiti. Kristallerin termal genleşme katsayıları.

mineralojisi. Karışım halindeki kristalin fazların nitel mineralojisi.

5 XRD ĐLE ANALĐZ X ışınları toz kırınım yöntemiyle analiz edilen her bir kristalin fazın tanımlanmasında bir seri d değerleri ve bunların birbirlerine oransal şiddetleri parmak izi gibi o kristalin tanımlayıcı karakteristiğidir i yıllara kadar ASTM (American Standarts of Testing Materials) dosyaları veya kartları adı verilen ve saf kristal fazlara ait deneysel XRD profil değerlerinin yer aldığı bu arşivler daha sonra JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standarts) ismi altında uluslararası kullanıma sunulmaktadır. Günümüzde on binlerce doğal ve sentetik olarak inorganik, organik ve organometalik kristallere ait JCPDS dosyaları mevcut olup her yıl yeni referans örneklere ait JCPDS dosyaları bu arşive eklenmektedir. XRD ile mineralojik tanımlamalarda esas itibariyle numuneden elde edilen XRD profillerinin bu referans JCPDS arşivindeki dosyalarla karşılaştırma ilkesine dayanmaktadır. Dolayısıyla sadece XRD cihazına sahip olmakla gerekli mineralojik analiz yapılamaz. JCPDS arşiv sistemi başlıca iki kısımdan oluşmaktadır. Bunlar; PDF (Powder Diffraction Files) dosyaları. Sistematik arama kılavuzları (Search Manuals).

$JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standarts) ismi altında uluslararası kullanıma sunulmaktadır.$

6 XRD ĐLE ANALĐZ MINOR CORRECTION 4 3,4 4,26 1,82 4,26 SiO 2 * da o I/I 1 hkl da o I/I 1 hkl 4, , , , , , , , , , , , , ,1408 < , ,1144 < ,801 < , , , , , ,608 < , , , , , ,418 < , ,115 1, , , ,9781 < , , , , , ,9285 < 1 410

1 003 1,0815 4 312 1,672 7 202 1,0636 1 400 1,659 3 103 1,0477 2 105 1,608 < 1 210 1,0437 2 401 1,541 15 211 1,0346 2 214 1,453 3 113 1,0149 2 223 1,418

7 HANAVALT METODU Hanavalt Metodu (1) Piklerin 2θ açılarını d (Å) ye çevir. Pik şiddetleri, (I) nin I/I 1 oransal değerini hesapla. (2) En güçlü üç kırınımı seç (3) Bu güçlü kırınım profilinin aynı faza olduğunu kabul et.

8 HANAVALT METODU Hanavalt Metodu (4) İndeks kitabından bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I 1 ) kombinasyonunu ara. 3 güçlü kırınımı seç (5) İndeks kitabında mı? Hayır Evet (6) JCPDS ile tam uyum Evet

9 HANAVALT METODU Hanavalt Metodu (7) Numunenin bünyesindeki bilinmeyen mineral (faz) tanımlanmıştır Tanımlanmamış pikleri işaretle (8) Tanımlanmamış pikler mevcut mu? Evet Hayır (9) Tanımlama bitmiştir.

10 ÖRNEK-1 1.Basamak: Piklerin θ değerlerini d değerlerine çevir. λ=1.54 Å 28.2 ο 47 ο 2θ ( ο ) θ ( ο ) d (Å) I (x 10 3 ) I rel Şiddet 56 ο ο ο ο θ

19 100 Şiddet 56 ο 47.0 56.0 68.8 76.0 23.5 28 34.4 38.0 1.931 1.640 1.

11 ÖRNEK-1 2.Basamak: En güçlü 3 piki seç. d (Å) I rel

12 ÖRNEK-1 3.Basamak Bu piklerin aynı faza ait olduklarını kabul et.

13 ÖRNEK-1 4.Basamak Đndeks kitabından bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu ara.

14 ÖRNEK-1 5.Basamak Đndeks kitabında bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu varmı? Eğer varsa 6.basamak için devam et. Eğer yoksa; 3.basamağa geri dön. Bu örnekdeki 3 pik için indeks kitabında çözüm olarak CaF 2 bulunmuştur.

15 ÖRNEK-1 6.Basamak Đndeks kitabında bulunan çözüm o çözümün JCPDS kartındaki değerlerle uyumlumu? Eğer uyumluysa bir sonraki basamağa devam et. Eğer uyumlu değilse 2.basamağa geri dön. Elimizdeki örnek için bu 3 pik için bulunan değer uyumlu. 2θ ( ο ) d (Å) I rel

uyumlumu? Eğer uyumluysa bir sonraki basamağa devam et.

17 ÖRNEK-1 7.Basamak Numunenin bünyesindeki bilinmeyen faz tanımlanmıştır.

18 ÖRNEK-1 8.Basamak Tanımlanmamış pikler mevcutmu? Eğer tanımlanmamış pikler mevcut ise tanımlanmamış pikleri tanımlanan piklerden bağımsız olarak değerlendirmek için 2. basamağa geri dön. Eğer tanımlanmamış pik mevcut değilse tanımlama bitmiştir. Elimizdeki örnek için tanımlanmamış pik mevcut değildir. 2θ ( ο ) d (Å) I rel

değerlendirmek için 2. basamağa geri dön. Eğer tanımlanmamış pik mevcut değilse tanımlama bitmiştir.

19 ÖRNEK-1 Çözüm CaF 2 ve ortamda tek faz var. λ=1.54 Å (111) (220) Şiddet (311) (400) (331) (422) 2θ

21 ÖRNEK-2 1.Basamak: Piklerin θ değerlerini d değerlerine çevir. 27 ο λ=1.54å 2θ ( ο ) θ ( ο ) d (Å) I (x 10 3 ) I rel Şiddet (x1000) 20 ο 33.8 ο 35.6 ο 53.6 ο 43.8 ο 38.8 ο 52.2 ο 40.8 ο 47.8 ο 55.8 ο 62 ο ο ο θ

22 ÖRNEK-2 2.Basamak: En güçlü 3 piki seç. d (Å) I rel

23 ÖRNEK-2 3.Basamak Bu piklerin aynı faza ait olduklarını kabul et.

24 ÖRNEK-2 4.Basamak Đndeks kitabından bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu ara.

25 ÖRNEK-2 5.Basamak Đndeks kitabında bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu varmı? Bu örnekdeki 3 pik için indeks kitabında çözüm olarak ZrSiO 4 bulunmuştur.

26 ÖRNEK-2 6.Basamak Đndeks kitabında bulunan çözüm o çözümün JCPDS kartındaki değerlerle uyumlumu? Elimizdeki örnek için bu 3 pik için bulunan değer uyumlu. 2θ ( ο ) d (Å) I rel

28 ÖRNEK-2 7.Basamak Numunenin bünyesindeki bilinmeyen faz tanımlanmıştır.

30 ÖRNEK-2 8.Basamak Tanımlanmamış pikler mevcutmu? Elimizdeki örnek için tanımlanmamış pik mevcut değildir. 2θ ( ο ) d (Å) I rel

31 ÖRNEK-2 Çözüm ZrSiO 4 ve ortamda tek faz var. λ=1.54å (100) Şiddet (101) (112) (312) (211) (301) (321) (400) (220) (004) (202) (103) (411) (420) 2θ

32 ÖRNEK-3 1.Basamak: Piklerin θ değerlerini d değerlerine çevir ο λ=1.54å 2θ ( ο ) θ ( ο ) d (Å) I (x 10 3 ) I rel Şiddet ο 47.2 ο ο 56.0ο 69.0 ο 76.4 ο ο 2θ

33 ÖRNEK-3 2.Basamak: En güçlü 3 piki seç. d (Å) I rel

34 ÖRNEK-3 3.Basamak Bu piklerin aynı faza ait olduklarını kabul et.

35 ÖRNEK-3 4.Basamak Đndeks kitabından bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu ara.

36 ÖRNEK-3 5.Basamak Đndeks kitabında bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu varmı? Bu örnekdeki 3 pik için indeks kitabında çözüm bulunamamıştır. Bu yüzden dolayı 2. basamağa geri dönülmek zorundadır.

37 ÖRNEK-3 2.Basamak: En güçlü 3 piki seç. d (Å) I rel

38 ÖRNEK-3 3.Basamak Bu piklerin aynı faza ait olduklarını kabul et.

39 ÖRNEK-3 4.Basamak Đndeks kitabından bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu ara.

40 ÖRNEK-3 5.Basamak Đndeks kitabında bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu varmı? Bu 3 pik için indeks kitabında çözüm bulunamamıştır. Bu yüzden dolayı 2. basamağa geri dönülmek zorundadır.

41 ÖRNEK-3 2.Basamak: En güçlü 3 piki seç. d (Å) I rel

42 ÖRNEK-3 3.Basamak Bu piklerin aynı faza ait olduklarını kabul et.

43 ÖRNEK-3 4.Basamak Đndeks kitabından bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu ara.

44 ÖRNEK-3 5.Basamak Đndeks kitabında bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu varmı? Bu örnekdeki 3 pik için indeks kitabında çözüm olarak Si bulunmuştur.

45 ÖRNEK-3 6.Basamak Đndeks kitabında bulunan çözüm o çözümün JCPDS kartındaki değerlerle uyumlumu? Elimizdeki örnek için bu 3 pik için bulunan değer uyumlu. 2θ ( ο ) d (Å) I rel

47 ÖRNEK-3 7.Basamak Numunenin bünyesindeki bilinmeyen fazlardan birisi tanımlanmıştır.

48 ÖRNEK-3 8.Basamak Tanımlanmamış pikler mevcutmu? Eğer tanımlanmamış pikler mevcut ise tanımlanmamış pikleri tanımlanan piklerden bağımsız olarak değerlendirmek için 2. basamağa geri dön. Eğer tanımlanmamış pik mevcut değilse tanımlama bitmiştir. Elimizdeki örnek için tanımlanmamış pikler mevcuttur. 2θ ( ο ) d (Å) I rel

49 ÖRNEK-3 2.Basamak: En güçlü 3 piki seç. Bu aşamada sadece tanımlanmamış pikler içindeki en güçlü 3 pik seçilecektir. d (Å) I (x 10 3 ) I rel

50 ÖRNEK-3 3.Basamak Bu piklerin aynı faza ait olduklarını kabul et.

51 ÖRNEK-3 4.Basamak Đndeks kitabından bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu ara.

52 ÖRNEK-3 5.Basamak Đndeks kitabında bu 3 güçlü kırınım (d (A ), I/I1) kombinasyonunu varmı? Bu örnekdeki 3 pik için indeks kitabında çözüm olarak Ni bulunmuştur.

53 ÖRNEK-3 6.Basamak Đndeks kitabında bulunan çözüm o çözümün JCPDS kartındaki değerlerle uyumlumu? Elimizdeki örnek için bu 3 pik için bulunan değer uyumlu. 2θ ( ο ) d (Å) I rel

54 ÖRNEK-3

55 ÖRNEK-3 7.Basamak Numunenin bünyesindeki bilinmeyen diğer faz da tanımlanmıştır.

56 ÖRNEK-3 8.Basamak Tanımlanmamış pikler mevcutmu? Elimizdeki örnek için tanımlanmamış pikler mevcut değildir. 2θ ( ο ) 28.2 d (Å) I rel Si λ=1.54å Şiddet Ni Si Ni Si Si Ni,Si Si 2θ

57 ÖRNEK-3 Elimizdeki XRD paterni Si ve Ni den oluşan bir karışımdan elde edilmiştir.

Benzer belgeler

X-IŞINLARI KIRINIM CİHAZI (XRD) ve KIRINIM YASASI SİNEM ÖZMEN HAKTAN TİMOÇİN

X-IŞINLARI KIRINIM CİHAZI (XRD) ve KIRINIM YASASI SİNEM ÖZMEN HAKTAN TİMOÇİN 2012 İÇERİK X-IŞINI KIRINIM CİHAZI (XRD) X-RAY DİFFRACTİON XRD CİHAZI NEDİR? XRD CİHAZININ OPTİK MEKANİZMASI XRD CİHAZINDA ÖRNEK