ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA ING ENIERÍA MECÁNICA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN GUÍA DE LABORATORIO DE CIENCIA DE MATERIALES
PRÁCTICA I:
PRACTICA DE DRIFRACCION DE RAYOS X
OBJETIVO • • •
Conocer la n!eracc"n #e lo$ Ra%o$ & con la 'a!era( D)racc"n( Conocer la !*cnca #e D)racc"n #e Ra%o$ & % $+$ a,lcacone$( De!er'nar el !,o #e e$!r+c!+ra cr$!alna(
INTRODUCCIÓN Para el e$!+#o e$!+#o #e Cr$!ale$ -#eal'en!e -#eal'en!e ',er)ec!o$./ ',er)ec!o$./ lo$ c+ale$ c+ale$ !enen +na #en$#a# +n)or'e #e #$locacone$ 0+e lo$ #1#e en 2ona$ '+c3o '4$ ,e0+e5a$ $n #$!or$"n/ lla'a#a$ cr$!al!o/ $e a,lca la !eor6a cne'4!ca #e la D)racc"n . La 'a%or6a #e lo$ cr$!ale$ c+',len con e$!a con#c"n . Para e$!e !ra!a#o !ra!a#o, e$ ',or!an!e el e$!+#o #e #)+$"n ,or +n 4!o'o . La #)+$"n #)+$"n e$ la e'$"n co3eren!e #e la ra#ac"n rec7#a ,or el 4!o'o 8Co3eren!e: 0+e e'!e con 9+al lon9!+# #e on#a con la 0+e rec7"/ #on#e el ele'en!o #)+$or e$ el elec!r"n . De ac+er#o a la !eor6a cl4$ca #el elec!ro'a9ne!$'o/ !o#a car9a o$clan!e 8elec!r"n con +na )rec+enca )rec+enca ɤ, e'!e ra#ac"n #e la '$'a )rec+enca ɤ. Por lo !an!o/ el elec!r"n al rec7r ra#ac"n 8ra%o$ & e$!e o$clar4 en la )rec+enca 0+e le corre$,on#a/ % e'!r4 ra#ac"n co3eren!e( 8E$!a $',l)cac"n no !ene en c+en!a el e)ec!o Co',!on n la n!eracc"n con lo$ o!ro$ elec!rone$ . A$6 A $6, la a',l!+# !o!al #)+n##a ,or el 4!o'o/ $er4 la $+'a #e la$ a',l!+#e$ #)+n##a$ ,or ca#a +no #e $+$ elec!rone$ . A3ora/ $ en l+9ar #e #)+n#r +n elec!r"n 8+n $olo #)+$or , lo 3ace'o$ con +na re# 9eo'*!rca 0+e $on 1aro$ #)+$ore$ 8#on#e con$#erare'o$ 0+e ca#a 4!o'o e$ +n cen!ro #)+$or $e lo conoce co'o #)racc"n . Y a$6 '$'o/ la a',l!+# #)rac!a#a ,or +na re# , $e e;,re$a co'o la $+'a #e la$ a',l!+#e$ #)+n##a$ ,or ca#a no#o(
La 3,"!e$$ ,ara a,lcar la !eor6a cne'4!ca #e la D)racc"n $on: Lo$ ra%o$ con ,aralelo$ % )or'an +n )ren!e #e on#a ,lano La o7$er1ac"n $e lo real2a a +na #$!anca R , lo $+)cen!e'en!e 9ran#e co'o ,ara con$#erar ,aralelo$ a lo$ 3ace$ #)rac!a#o$ . Ca#a ra%o #)+n#e +na $ola 1e2 • •
•
La n!en$#a# #)rac!a#a ,or +na re# e$!4 #a#a ,or la -)+nc"n #e n!er)erenca. #e la ",!ca/ en la c+al ,+e#en a,recar$e el ,ron+nca#o '4;'o cen!ral % '6n'o$ #e al!+ra #ecrecen!e en la )9+ra $9+en!e .
( El anc3o #el ,co cen!ral. Sn nece$#a# #e en!rar a !*r'no$ )6$co$/ e$ ,o$7le #e!er'nar 0+e c+an!o 'enor $ea el n?'ero #e no#o$/ 'enor $er4 el ,co cen!ral '4;'o % a$6 '$'o '4$ anc3o/ %
1ce1er$a( Con e$!o/ ,o#e'o$ concl+r 0+e el e',e0+e5ec'en!o #e la re# ,ro#+cr4 lo$ #o$ e)ec!o$ 'encona#o$: Re#+cc"n #el '4;'o % en$anc3a'en!o #el ,co(
La ley de Bragg La n!en$#a# #)rac!a#a !ene +n ,co '4;'o c+an#o c+',len cer!a$ con#cone$ 8La+e, !ale$ con#cone$ $e c+',len $e',re % c+an#o lo$ cen!ro$ #)+$ore$ $e $!?an en ,lano$ ,er,en#c+lare$ a la #recc"n #e 3a2 nc#en!e/ e$ #ecr , e$o$ cen!ro$ #)+$ore$ !en#r6an 0+e ,ro1enr #e +n ,lano cr$!alno 83@l % el 3a2 e$ nor'al a e$!e/ !al co'o $e '+e$!ra en la )9+ra $9+en!e( 8# 3@l e$ la #$!anca en!re ,lano$ .
E$!a$ con#cone$ #e La+e 0+e#an re#+c#a$ a +na $ola 0+e e$ la Le% #e Bra99
Lo n!ere$an!e #e e$!a ec+ac"n e$ 0+e la$ )a'la$ #e ,lano$ cr$!alno$ $+r9en na!+ral'en!e co'o lo$ ele'en!o$ #)rac!an!e$ #e la re# , con $+ nor'al co,lanar con el 3a2 nc#en!e % #)rac!a#o/ $n 0+e 3a%a nece$#a# #e ',onerle e$a$ con#cone$(
Difracci! de Ray"# X Co'o !o#a ra#ac"n elec!ro'a9n*!ca , lo$ Ra%o$ & !enen +na na!+rale2a #+al , 0+e ,+e#en $er n!er,re!a#o$ co'o on#a$ o )o!one$ , lo$ '$'o$ 0+e )+eron #e$c+7er!o$ en )or'a acc#en!al ,or Roen!9en en el a5o = , al 3acer conc#r $o7re +na ,laca 'e!4lca elec!rone$ acelera#o$ ,or +n ,o!encal #e 1aro$ 1 ,, #en!ro #e +n rec,en!e #e 1#ro al c+al $e le 3a76a 3ec3o 1ac6o(
El #a9ra'a #e #)racc"n 0+e no$ #a la !*cnca/ e$ la 'an)e$!ac"n #e la )el2 co'7nac"n en!re el 9on"'e!ro % la$ elec!r"nca$ #e #e!ecc"n % 9ra7a#o . El #e!ec!or real2a +n 7arr#o an9+lar en > Ɵ #e$#e el 4n9+lo ncal 3a$!a +no )nal ,ree$!a7lec#o$( La e$!ra!e9a #e 7arr#o '4$ +$+al e$ )ar el n!er1alo an9+lar #e 7arr#o a ,a$o$ en al9+na$ cen!*$'a$ #e 4n9+lo > Ɵ 80.0> % 00 % $e )a el !e',o #e con!ae ,or ,a$o en )+nc"n #e la ,rec$"n #e$ea#a . A7ao/ $e ,re$en!a +n #a9ra'a #e #)racc"n/ #on#e la n)or'ac"n 0+e e$ ,o$7le o7!ener ,ro1ene #e la$ !re$ carac!er6$!ca$ #e lo$ ,co$/ lo$ c+ale$ $on: Po$c"n Anc3o In!en$#a# • • •
Don#e e$!a n)or'ac"n $r1e ,ara la$ $9+en!e$ a,lcacone$: Po$c"n o I#en!)cac"n #e co',+e$!o$ cr$!alno$ o Me#c"n #e 'acro!en$one$ re$#+ale$ o Me#c"n #e ,ar4'e!ro$ #e re# Anc3o Carac!er2ac"n #el e$!a#o #e la e$!r+c!+ra cr$!alna o In!en$#a# o De!er'nac"n c+an!!a!1a #e co',+e$!o$ cr$!alna$ o Me#c"n #e !e;!+ra cr$!alo9r4)ca$ •
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Ide!$ificaci! de c"%&'e#$"# cri#$ali!"# Ca#a co',+e$!o cr$!alno !ene $+ ,ro,o #a9ra'a #e #)racc"n #e ra%o$ & . La #en!)cac"n #e co',+e$!o$ cr$!alno$ ,re$en!e en +na 'e2cla $e 7a$a en e$a carac!er6$!ca( E$!e e$ el !e'a '4$ re0+er#o ,or +n la7ora!oro #e #)racc"n #e ra%o$ & , ,+e$!o 0+e la #)racc"n e$ la ?nca !*cnca 0+e ,er'!e #en!)car a lo$ co',+e$!o$ cr$!alno$/ en co',arac"n con lo$ '*!o#o$ anal6!co$ 0+6'co$ 0+e $olo #e!ec!an lo$ ele'en!o$ ,re$en!e$. El '*!o#o #e #en!)cac"n con$$!en!e en co',rara lo$ e$,aca#o$ cr$!alno o7!en#o$ #e la '+e$!ra nc"9n!a con lo$ e;$!en!e$ en la 7a$e #e #a!o$ , 9+ar#a#a en el $o)!Hare/ 0+e con!ene lo$ e$,aca#o$ cr$!alno$ % #e'4$ #a!o$ #e n!er*$ #e alre#e#or = 00.00 co',+e$!o$ cr$!alno en!re na!+rale$ % $n!*!co$( El ,roce$o e$ real2a#o ,or +n $o)!Hare ,ro1$!o con el e0+,o , el c+al ,r'ero 3ace el c4lc+lo #e lo$ e$,aca#o$ a !ra1*$ #e la #e!er'nac"n #e la ,o$c"n #e lo$ ,co$ % l+e9o la co',arac"n corre$,on#en!e( Se 9enera a$6 +na l$!a #e co',+e$!o$ cr$!alno$ or#ena#o$ en 7a$e al 9ra#o #e conc#enca$ e;$!en!e en la$ ,o$cone$ #e lo$ ,co$ % !a'7*n en $+$ n!en$#a#e$ rela!1a$( El re$+l!a#o )nal lo #ec#e el o,era#or a !ra1*$ #e la 1$+al2ac"n, en la ,an!alla #el 'on!or , #e la$ conc#enca$ o7!en#a$/ poniendo énfasis en los tres picos más intensos de cada compuesto.
En ca$o #e '+e$!ra$ #e ,ol1o/ e$!a ?l!'a con#c"n $e c+',le en la 'a%or6a #e ca$$ % la #en!)cac"n no ,re$en!a ,ro7le'a$( En Ca'7o/ en '+e$!ra$ 'a$1a$/ la ,re$enca #e !e;!+ra cr$!alo9r4)ca ,+e#e #)c+l!ar la !area .
CUESTINARIO Ad('!$e la# #ig'ie!$e# ®'!$a# e! el i!f"r%e de la)"ra$"ri"* =( >( K( (
Para 0+* !,o #e 'a!erale$ $r1e e$!a !*cncaJ P+e#e +!l2ar e$!a carac!er2ac"n ,ara ,ol6'ero$J +e o!ra a,lcacone$ a#conale$ a la$ #e #en!)car co',+e$!o$ $e +!l2aJ E$!a !*cnca ,er'!e #e!er'nar $ +n 'a!erale$ a alo!r",coJ
CONSIDERACIONES DE SE+URIDAD, a) b) c)
U$ar el 'an#l en !o#o 'o'en!o( No !ocar el #)rac!"'e!ro 'en!ra$ $e e$!e real2an#o la carac!er2ac"n( Man!ener l'," el 4rea #e !ra7ao(
PROCEDI-IENTO EXPERI-ENTAL a) b) c) d) e)
D$c+!r la$ con$#eracone$ #e $e9+r#a# con el n$!r+c!or #e la7ora!oro( Re9$!rar el e0+,o/ e$,ec)cacone$ #e lo$ 'a!erale$ +!l2a#o$ en la ,r4c!ca( Colocar la$ ,ro7e!a$ en el #)rac!"'e!ro % encen#er el e0+,o( Anal2ar lo$ re$+l!a#o$ 0+e $e '+e$!ren la en la co',+!a#ora D$c+!r lo$ re$+l!a#o$ #el en$a%o con $+ n$!r+c!or(
