Caracterizao do Ferro Puro Atravs da Difrao de Raio-X.

Adriane da Silva Reis1

1Universidade Federal do Amazonas, Departamento de Fsica, Laboratrio de Fsica Moderna II,

21104712.

O experimento tem como objetivo

determinar o parmetro de rede atravs

do difratograma do Ferro puro (Fe) bem

como a estrutura da rede cristalina para

esta amostra.

Mtodos

Utilizamos o Fe para uma anlise da sua

caracterizao estrutural numa difrao

de Raio-X feita no laboratrio de

geologia. O equipamento consiste de

uma cmara de cobre onde no seu

interior, h um porta amostra que varia

o ngulo de inclinao da mesma. As

especificaes tcnicas do equipamento

so:

Tubo de raio X

Alvo = Cu Voltagem = 40.0 (kV) Corrente = 30.0 (mA)

importante ressaltar que o p de ferro

foi misturado com um pouco de lcool

para que o mesmo no casse quando o

porta amostra variasse o ngulo, dessa

forma conseguimos uma superfcie

uniforme de modo que o Raio-X

incidente no tivesse nenhuma direo

preferencial. Depois que a amostra

estava preparada, colocamos dentro do

difratmetro para que o mesmo fizesse

uma DRX da amostra.

Resultados

Feita a anlise do material na DRX1,

obteve-se uma srie de dados com 1 Difrao de Raio-X

valores de intensidade e da variao

angular2, ento pode-se plotar no Oring

um Grfico = (2) da seguinte forma:

Grfico 01: Difratograma da amostra de Ferro puro.

Em uma rpida anlise do grfico,

podemos dizer que onde ocorrem os

picos de difrao houve uma

interferncia construtiva. Na difrao de

Raio-X uma onda no material incidente (neste caso o ferro) interfere

construtivamente quando o ngulo de

incidncia igual ao ngulo refletido e a

diferena de caminho percorrido um

nmero inteiro do comprimento de onda,

isto caracteriza a lei de Bragg dada pela

expresso:

2 = (1)

Atravs dos picos vamos determinar o

parmetro de rede e os ndices de Miller

2 Estes dados no sero apresentados aqui em

forma de tabela por fins didticos, pois trata-se

de uma grande quantidade de dados.

0 20 40 60 80 100

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

Inte

nsid

ad

e

2

Ferro

(), para saber qual a estrutura cristalina do Fe. Podemos calcular o

parmetro de rede atravs da equao:

sin2

=2

42 (2)

O primeiro pico de difrao ocorre em

2 44.70, fcil ver que neste caso

22.35. Vamos refazer este mesmo

procedimento para os trs picos

remanescente. Para calcularmos o valor

de vamos reescrever (2) como:

=

2

sin2 (3)

Para fins didticos vamos montar uma

tabela com os seguintes valores:

Tabela 01: Valores de , sin2 , parmetro

de rede () e ndice de Miller ().

()

22,3500 0,1446 2 2,8636 110 32,5100 0,2888 4 2,8656 200 41,1600 0,4331 6 2,8659 211 49,4700 0,5777 8 2,8653 220

Com base nisso, vamos retornar

figura01 e analisar os picos de difrao.

O primeiro pico corresponde ao ndice

(), o segundo pico ao ndice (),

o terceiro ao () e o ltimo, ao

ndice ().

Consideraes

Utilizaram-se os valores de para os

quais os valores de tivessem

aproximadamente valor terico que do

parmetro de rede que de = ,.

Em mdia, o valor obtido na DRX foi

= ,, com um desvio relativo de

= ,%. Com o auxlio dos

valores calculados do padro de

difrao para vrias estruturas

cristalinas,3 pde-se determinar os

ndices de Miller (), com base nos

dados calculados, notou-se que os

mesmos correspondem a uma estrutura

cbica de corpo centrado.

Para os valores calculados do parmetro

de rede (), valido ressaltar ainda que

quanto maior for o ngulo, menor ser o

erro associado ao parmetro de rede. Ou

seja, o valor de mais prximo ao seu

valor terico quanto maior for esse

angulo ngulo.

Referncias

[1] D. B. Cullity. Elements of X-Ray

Difraction. 2th Ed.

[2] KITELL, Charles. Fsica do Estado

Slido. 18 Edio. LTC, 2006.

Agradecimento

Ao departamento de Geologia, por nos

ceder o laboratrio para que fosse

possvel fazer a DRX do Fe.

3 Esta tabela encontra-se na referncia [1].