a. Nguyên tắc
Theo lí thuyết cấu tạo tinh thể, mạng tinh thể được cấu tạo từ những nguyên tử hay ion phân bố một cách đều đặn trong không gian theo một quy luật xác định có
khoảng 95% chất rắn tồn tại dưới dạng tinh thể.
Khoảng cách giữa các nguyên tử hay ion trong tinh thể chỉ khoảng vài angstrom(Ao), xấp xỉ bước sóng của tia X. Khi chùm tia X tới bề mặt tinh thể và đi vào bên trong mạng lưới tinh thể thì mạng lưới này đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ, các nguyên tử, ion bị kích thích bởi tia X sẽ trở thành trung tâm phát ra các tia phản xạ. Dưới đây là sơ đồ phản xạ của các tia X trên bề mặt tinh thể:
B C A D P1 P2 P3 X1 X2 θ θ θ θ d
Hình 2.6: Sơ đồ pha các tia X phản xạ trên tinh thể
Hệ thức Vulf – Bagg là phương trình cơ bản được áp dụng để nghiên cứu cấu trúc tinh thể:
2dsinθ = nλ
Trong đó:
d: khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song cạnh nhau θ: là góc giữa chùm tia X và mặt phẳng phản xạ
λ: bước sóng của tia X
Dựa vào cực đại nhiễu xạ trên giản đồ (giá trị 2θ) có thể tính được d theo hệ thức Vulf – Bagg.
So sánh giá trị d tìm được với d chuẩn sẽ xác định được thành phần cấu trúc tinh thể của vật liệu nghiên cứu. Phương pháp nhiễu xạ bột tia X được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu cấu trúc tinh thể của vật liệu.
Thực nghiệm: Trong phần thực nghiệm mẫu nghiên cứu được đo trên máy nhiễu xạ Rownghen Siemen D5000 (Đức)- Đại học Tổng hợp Hà Nội, góc 2θ thay đổi từ 5 – 50o, ống phóng Cu.