Difractòmetre

Un difractòmetre és un aparell de mesura emprat per analitzar l'estructura d'un material a partir del patró de difracció produït quan un raig de radiació o de partícules (com ara els rajos X o els neutrons) interactua amb el material. Consten d'una font de rajos X, un sensor i un suport per a la mostra.

Font de radiació

Fonts de rajos X

Pot ésser un tub de rajos X o bé un sincrotró. En el cas del tub de rajos X, s'aplica un voltatge a un filament de wolframi (càtode), aconseguint l'acceleració d'un feix d'electrons. Els electrons accelerats impacten contra un material metàl·lic (ànode) i emeten radiació de Bremsstrahlung d'espectre continu. La longitud d'ona depèn del material de l'ànode, sent els més freqüents el coure, el cobalt i el molibdè. Normalment, tenim 3 pics de màxima emissió, corresponents a les longituds d'ona Kα1, Kα2 i Kβ. Per obtenir un feix monocromàtic, eliminem Kβ amb filtres de metall o monocromadors. Com que Kα1 i Kα2 tenen longituds d'ona molt properes, es considera que és monocromàtic, encara que de fet hi hagi 2 longituds d'ona. No podrem apreciar la diferència excepte a angles molt alts. La radiació de sincrotró s'obté al fer desviar amb un camp magnètic partícules carregades a velocitats properes a la llum. Els rajos X emesos són molt més intensos que els obtinguts amb tubs de rajos X però cal un accelerador de partícules.

Fonts de neutrons

Poden ser generats a reactors nuclears. També pden ser generats al bombardejar un blanc (com podria ser el plom líquid) amb protons als quals s'ha proporcionat una alta energia mitjançant un accelerador de partícules. Aquests neutrons es desacceleren fins a obtenir la longitud d'ona desitjada.

Cambra de Debye-Scherrer

Cambra de Debye-Scherrer

Fou inventada el 1916 per Peter Debye i Paul Scherrer. S'empra en difracció de pols quan el material no forma monocristalls de mida considerable o quan no és necessari determinar-ne l'estructura. En ser una mostra policristal·lina es generen cons de difracció. Consta d'una cambra en forma cilíndrica al centre de la qual es col·loca la mostra, normalment en un capil·lar de vidre. Els rajos X incideixen en la mostra i surten difractats fins a incidir en la pel·lícula fotogràfica que recobreix la part interior de les parets de la cambra. Encara que el primer que podem mesurar és el radi dels cercles que apareixen sobre la pel·lícula, el paràmetre més interessant és l'angle 2θ, que ens permet trobar la distància interplanar a través de la llei de Bragg. Quan 2θ és superior a 90° es diu que estem en la zona de reflectir posterior.