Рентгендік сәулелендіру арқылы кристаллик құрылымды зерттеу
Wide-angle X-ray scattering
Рентгендік кристаллографияда кең бұрышты шағылысу (WAXS) – наноөлшемді құрылымдарды анықтауға арналған әдіс. Кристалдық материалдарды зерттеуге көмектеседі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Рентген кристаллографиясында кең бұрышты рентгендік сәулелердің шашырауы (WAXS) немесе кең бұрышты рентгендік сәулелердің дифракциясы (WAXD) – кең бұрыштарға шашыраған Брэгг шыңдарының талдауы, олар (Брэгг заңы бойынша) субнанометрлік өлшемдегі құрылымдармен шақырылады. Бұл рентгендік дифракция әдісі және кристалл материалдар туралы кең ауқымды ақпаратты анықтау үшін кеңінен қолданылады. WAXS термині полимер ғылымында SAXS-тан ажырату үшін жиі қолданылады, бірақ көптеген ғалымдар "WAXS" өлшемдерін Брэгг/рентген/ұнтақ дифракциясы немесе кристаллография деп сипаттайды. Кең бұрышты рентгендік сәулелердің шашырауы шағын бұрышты рентгендік сәулелердің шашырауымен (SAXS) ұқсас, бірақ үлгі мен детектор арасындағы бұрыш ұлғайғанда кіші масштабтағы ұзындықтар зерттеледі. Бұл үшін үлгілерден алынатын ақпарат үшін жоғары дәрежеде реттелген/кристаллдық болуы талап етіледі. SAXS-қа арналған аспаптарда бұрыштық ажыратымдылықты арттыру үшін үлгіден детекторға дейінгі қашықтық ұзартылады. Көптеген дифрактометрлерді бір рет WAXS және шектеулі SAXS (шағын және кең бұрышты шашырату, SWAXS) жүргізу үшін, сәуле тоқтаушы/пышақ жиегін қосу арқылы пайдалануға болады.
In X ray crystallography, wide angle X ray scattering (WAXS) or wide angle X ray diffraction (WAXD) is the analysis of Bragg peaks scattered to wide angles, which (by Bragg's law) are caused by sub nanometer sized structures. It is an X ray diffraction method and commonly used to determine a range of information about crystalline materials. The term WAXS is commonly used in polymer sciences to differentiate it from SAXS but many scientists doing "WAXS" would describe the measurements as Bragg/X ray/powder diffraction or crystallography. Wide angle X ray scattering is similar to small angle X ray scattering (SAXS) but the increasing angle between the sample and detector is probing smaller length scales. This requires samples to be more ordered/crystalline for information to be extracted. In a dedicated SAXS instrument the distance from sample to the detector is longer to increase angular resolution. Most diffractometers can be used to perform both WAXS and limited SAXS in a single run (small and wide angle scattering, SWAXS) by adding a beamstop/knife edge.
Қолданбалар
Полимер үлгілерінің кристалликтік дәрежесін анықтау үшін WAXS әдісі қолданылады. Одан әрі, оны пленканың химиялық немесе фазалық құрамын, пленканың текстурасын (кристаллиттердің бағытталған орналасуын), кристаллит өлшемдерін және пленкадағы кернеуді анықтау үшін де пайдалануға болады. Басқа дифракциялық әдістер сияқты, үлгі кең бұрышты рентгендік гониометрде сканерленеді, ал шашырау интенсивтілігі 2θ бұрышына тәуелділік ретінде графиктік түрде бейнеленеді. Рентгендік дифракция – қатты материалдарды бұзбай сипаттаудың бір әдісі. Рентген сәулелері қатты денелерге түскен кезде, олардың ішкі құрылысына сәйкес, болжамды схемада шашырайды. Кристалдық қатты денелерде атомдар (электрондар) реттелген түрде орналасқан, оларды көзге көрінетін жазықтықтармен сипаттауға болады. Осы жазықтықтар арасындағы қашықтық d қашықтығы деп аталады. d қашықтығындағы өрнектің қарқындылығы көзге көрінетін жазықтықтағы электрондар (атомдар) санына тура пропорционал. Кез келген кристалдық қатты денеде d қашықтықтарының өзіндік үлгісі болады (ұнтақ үлгісі деп аталады), ол осы қатты денеге тән ерекшеліктерді анықтайды. Химиялық құрамы бірдей, бірақ фазалары әртүрлі болатын қатты денелерді олардың d қашықтығы үлгісі арқылы анықтауға болады.
The WAXS technique is used to determine the degree of crystallinity of polymer samples. It can also be used to determine the chemical composition or phase composition of a film, the texture of a film (preferred alignment of crystallites), the crystallite size and presence of film stress. As with other diffraction methods, the sample is scanned in a wide angle X ray goniometer, and the scattering intensity is plotted as a function of the 2θ angle. X ray diffraction is a non destructive method of characterization of solid materials. When X rays are directed at solids they scatter in predictable patterns based on the internal structure of the solid. A crystalline solid consists of regularly spaced atoms (electrons) that can be described by imaginary planes. The distance between these planes is called the d spacing. The intensity of the d space pattern is directly proportional to the number of electrons (atoms) in the imaginary planes. Every crystalline solid has a unique pattern of d spacings (known as the powder pattern), which is a fingerprint for that solid. Solids with the same chemical composition but different phases can be identified by their pattern of d spacings.