Ciencia De Los Materiales

TABLA DE CONTENIDO

Introducción - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3

Difracción de rayos x - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4

Rayos x - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .

Aplicación de la difracción de los rayos x - - - - - - - - - - - - - - - - 5

Identificación de fase - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6

Fuerza de muestra - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .

Medida de tensión - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7

Análisis cuantitativo - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .

Método de difracción de rayos x - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .

Método de Laue - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8

Método de rotación del cristal giratorio - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9

Método de Powder - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 10

Conclusión - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 12

Bibliografía - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13

INTRODUCCION

El fenómeno de la difracción, característico, de las ondas electromagnéticas consiste en la dispersión y el curvado, aparente de las ondas, cuando se encuentran con un obstáculo.

La difracción es un fenómeno interferencial y como tal supone la superposición de ondas coherentes. Y la anulación de las incoherentes.

La longitud de onda asociada a la energía característica de los rayos X es del orden de las distancias de enlace de los compuestos químicos.

Los compuestos cristalinos poseen intrínsecamente un arreglo a largo alcance. La unidad mínima estructural que se repite infinitamente se conoce como celda unitaria.

DIFRACCION DE RAYOS X

Los rayos x fueron descubiertos por Roentgen en 1895, mientras trabajaba con un tubo de rayos catódicos.

Para entender la difracción de rayos x hay que tener en cuenta su concepto.

RAYOS X: Los Rayos X son radiaciones electromagnéticas penetrantes cuya longitud de onda va desde un rango de 0,5 a 2,5 Aº. Cuanto menor es la longitud de onda de los Rayos X, mayores son su energía y poder de penetración. Los rayos de mayor longitud de onda, se conocen como Rayos X blandos. Los de menor longitud de onda, se denominan Rayos X duros Los Rayos X formados por una mezcla de muchas longitudes de onda diferentes se conocen como Rayos X blancos.

Como se producen: Electrones acelerados impactan sobre un blanco Los átomos del blanco sufren procesos de excitación En el proceso de relajación emiten fotones X La mayor parte de la energía se transforma en calor.

La desaceleración de los electrones, al llegar al blanco, genera fotones X de diferentes longitudes de ondas (radiación blanca) Una pequeña parte de los electrones provoca el fenómeno anterior, dando lugar a las líneas de rayos-X características.

DIFRACCIÓN DE RAYOS X

Las longitudes de onda de algunos rayos X son más menos iguales a la distancia entre planos de átomos de sólidos cristalinos. Cuando una radiación electromagnética incide sobre una superficie provista de un gran número de elementos espaciados regularmente a intervalos aproximadamente iguales a la longitud de onda de la radiación, se produce el fenómeno de difracción, consistente en la separación del rayo incidente en una serie de haces que se dispersan en todas direcciones. El dispositivo que produce éste fenómeno se llama rejilla de difracción.

Los elementos de la rejilla son las partículas constituyentes del sólido y más precisamente sus electrones, que al recibir la radiación la remiten haciendo las veces de nuevas fuentes de radiación.

Los rayos x son ondas electromagnéticas producidas por la desaceleración de los electrones cuando se detiene en un blanco. Los rayos x son una radiación de elevada energía y pequeña longitud de onda.

La difracción de los rayos x es una técnica que sirve para determinar la estructura detallada de un material, es decir, permite conocer la posición que ocupan los átomos, iones o moléculas que lo forman. Debido a este ordenamiento podemos determinar propiedades físicas como químicas de los materiales.

Algunos casos de difracción: Uno de los ejemplos más comunes donde se aplica una concisa caracterización de los materiales son las dos cristalizaciones del carbono: el grafito y el diamante, los cuales poseen propiedades totalmente distintas pero tienen la misma composición química.

APLICACIÓN DE LA DIFRACCION DE LOS RAYOS X

IDENTIFICACIÓN DE FASES

Una fase cristalina dada siempre produce un patrón de difracción característico, bien esté en estado puro o como constituyente de una mezcla. Este hecho es la base para el uso de la difracción como método de análisis químico. El análisis cualitativo se realiza mediante la identificación del patrón de esa fase. Para la identificación cualitativa se usa la Powder Diffraction File, esta base de datos contiene datos de d-I además de información cristalográfica y bibliográfica para gran cantidad de fases crist. De materiales inorgánicos, minerales, productos farmacéuticos, etc. A partir del difractograma de una muestra la búsqueda se realiza mediante ordenador y consiste en identificar los patrones que mejor se ajustan a los picos del difractograma imponiendo restricciones en la composición química de la fase (si se conocen) o mediante los picos de mayor intensidad en el difractograma. En el ejemplo de la figura aparece el difractograma de una muestra en la que se identifacaron ZrO2, ZnO y NaCl.

PUREZA DE MUESTRAS

En una mezcla de compuestos cada fase cristalina presente va a contribuir al patrón de difracción de r-x global. En química preparativa de materiales esto puede utilizarse para identificar el grado de avance de una reacción y la pureza del producto. Por ejemplo, la reacción entre dos sólidos Al2O3 y MgO para formar MgAl2O4 puede seguirse por difracción de r-x.

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