X-Işını Kırınım (XRD) Analizi

X-ışını kırınımı (XRD, X-ray diffraction), kristalin bir malzemenin atomik ve moleküler yapısını belirlemek için kullanılan bir tekniktir. Bu teknikte kristalin yapı, gelen X-ışını demetinin birçok belirli yöne kırılmasına neden olur. Toz XRD, bu kırınan demetlerin kırınım açılarını ve yoğunluklarını ölçerek ve ortaya çıkan kırınım desenini bir kırınım verisi referans veri tabanı ile karşılaştırarak fazları tanımlamak için yaygın olarak kullanılır.

X-ışını kırınımı (XRD), X-ışını demetlerinin bir kristale çarparak ışık demetinin birçok belirli yöne doğru kırılmasına neden olduğu bir kristal veya amorf malzemedeki atomların kesin konumlarını veya düzenlemelerini belirlemeye yönelik bilimsel bir yöntemdir.

X-ışınlarının kırınımı, kristalin katıların atomik yapısı hakkında bilgi edinmenin temel tekniğidir ve temel standart laboratuvar tekniklerinden biridir. Bu teknik, bir kristalde belirli bir yönde yönlendirilmiş bir dizi atom tarafından elastik olarak saçılan X-ışını dalgalarının girişimine dayanır. İki atom a ve b tarafından saçılan dalgalar, yol farkı bir tam dalga boyu sayısına eşit olduğunda birbirleriyle yapıcı bir şekilde girişim yapar.

X-ışını kırınımı hem amorf hem de yarı kristalin polimerleri incelemek için önemli bir araçtır. Malzemenin mikro yapısının kafes parametreleri, kusurların varlığı, kristalografik yönelimler (doku) ve kristalinlik derecesi dahil olmak üzere birçok özelliğini analiz etmek için kullanılmaktadır.

Malzeme araştırmalarında, bilim insanının malzemelerin kimyasal bileşimi ve kristal yapısı ile ilgili birçok analitik sorusu vardır. X-ışını kırınımı (XRD), kimyasal bileşim, kristal yapı, kristal yönelimi, kristalit boyutu, kafes gerginliği, tercih edilen yönelim ve katman kalınlığı gibi bilgileri tahribatsız ve doğru bir şekilde elde eden tek laboratuvar tekniğidir. Bu nedenle malzeme araştırmacıları, tozlardan katılara, ince filmlere ve nanomalzemelere kadar çok çeşitli malzemeleri analiz etmek için bu tekniği kullanır.

X-ışını kırınımı (XRD), toz, katı ve sıvı numunelerin faz bileşimi, kristal yapısı ve yönelimi gibi fiziksel özelliklerini analiz etmek için kullanılan çok yönlü bir tahribatsız analitik tekniktir.

Birçok malzeme minik kristalitlerden oluşur. Bu kristallerin kimyasal bileşimi ve yapısal türü faz olarak adlandırılır. Malzemeler tek fazlı veya çok fazlı karışımlar olabilir ve kristal ve kristal olmayan bileşenler içerebilir. Bir X-ışını kırınımı ölçerinde, farklı kristal fazlar farklı kırınım desenleri verir. Faz tanımlaması, bilinmeyen numunelerden elde edilen X-ışını kırınımı desenlerini referans veri tabanlarındaki desenlerle karşılaştırarak yapılabilir.

Bir X-ışını cihazı üç ana öğeden oluşur: bir X-ışını kaynağı, bir numune tutucu ve bir XRD dedektörü. Kaynak tarafından üretilen X-ışınları numuneyi aydınlatır. Daha sonra numune fazı tarafından kırınır ve dedektöre girer. Kırınım açısını (gelen ve kırınan ışınlar arasındaki açı) değiştirmek için tüpü veya numuneyi ve dedektörü hareket ettirerek yoğunluk ölçülür ve kırınım verileri kaydedilir. Kırınım ölçerin geometrisine ve numune türüne bağlı olarak, gelen ışın ile numune arasındaki açı sabit veya değişken olabilir ve genellikle kırınımlı ışın açısı ile eşleştirilir.

Hem endüstriyel hem de bilimsel laboratuvarlardaki birçok araştırmacı, yeni malzemeler geliştirmek veya üretim verimliliğini artırmak için bir araç olarak X-ışını kırınımı (XRD) analizine güvenir. X-ışını kırınımındaki yenilikler, yarı iletken teknolojileri veya farmasötik araştırmalar gibi yeni malzemeler üzerindeki araştırmaları yakından takip eder. Endüstriyel araştırma, üretim süreçlerinin sürekli artan hızına ve verimliliğine yöneliktir. Madencilik ve yapı malzemeleri üretim sahalarında tam otomatik X-ışını kırınımı analizleri, üretim kontrolü için daha uygun maliyetli çözümlerle sonuçlanır.

X-ışını kırınımının başlıca kullanımları şunlardır: saf maddelerin ve karışımların nitel ve nicel faz analizi. Faz analizi için en yaygın yöntem genellikle X-ışını toz kırınımı olarak adlandırılır. Ayrıca bu teknik, sıcaklık, nem ve uygulanan basınç gibi diğer özel koşullar altında faz değişimlerinin analizinde kullanılır. Keza, kristal boyutu (çap), kristal yönelimi ve kalıntı stres gibi fiziksel özelliklerin analizinde bu teknik kullanılır (bunlar birlikte polikristalin malzemelerin mikro yapısı olarak adlandırılır).

Bu tekniklerin çoğu, kaplamalar ve ince filmler gibi polikristalin katmanlı malzemeler için de kullanılabilir. Polikristalin malzemelerdeki küçük alanların çalışmaları mikro kırınım adı verilen bir yöntem kullanır.

Kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verilen çok sayıda test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında “X-ışını kırınım (XRD) analizi” hizmetleri de bulunmaktadır.