Diffrattometri a Raggi X (XRD)

La diffrazione di raggi X (XRD) è una tecnica non distruttiva per l’analisi qualitativa e quantitativa dei materiali cristallini, sotto forma di polvere o solido. In questo contesto, un diffratometro è lo strumento di riferimento per ottenere un diffrattogramma e studiare struttura e composizione dei materiali.

GNR ha sviluppato, in collaborazione con utenti accademici e industriali, una serie di diffrattometri a raggi X tecnicamente avanzati e flessibili in grado di soddisfare diversi livelli di requisiti e diversi budget operativi.

Il portafoglio di prodotti GNR XRD copre una vasta gamma di applicazioni per la caratterizzazione dei materiali e il controllo di qualità di materiali cristallini e non cristallini come polveri, campioni, pellicole sottili o liquidi. Grazie a questa versatilità, un diffrattometro a raggi x può essere utilizzato sia in ambito R&D sia in produzione, quando serve un’analisi affidabile e ripetibile.

In sostanza la XRD si ottiene come la “riflessione” di un fascio di raggi X da una famiglia di piani atomici paralleli ed equi spaziati, seguendo la legge di Bragg: quando un fascio di raggi X monocromatico con lunghezza d’onda l incide su piani reticolari con un angolo q, la diffrazione si verifica se il percorso dei raggi riflessi da piani successivi (con distanza d) è multiplo della lunghezza d’onda. Questo principio è alla base del funzionamento di ogni diffratometro e permette di ricavare informazioni fondamentali dalla misura.

L’analisi qualitativa (analisi di fase) può essere effettuata grazie al confronto del diffrattogramma ottenuto dal campione con un enorme numero di pattern inclusi nei database ufficiali. È possibile analizzare singole fasi e/o miscele di fasi con i programmi oggi disponibili, rendendo i diffrattometri a raggi X strumenti essenziali per l’identificazione dei materiali.

Molte indagini possono essere eseguite con l’aiuto di questa tecnologia. In particolare:

• Tensioni residue: forze che provocano una piccola compressione o dilatazione della spaziatura D. Con XRD è possibile misurare la deformazione (la deformazione del reticolo originale) e calcolare lo stress grazie alla conoscenza delle costanti elastiche del materiale.
• Tessitura: è l’orientamento preferito dei cristalliti in un campione. Se in un materiale è presente una tessitura, l’intensità di una linea di diffrazione cambia con l’orientamento del campione rispetto al fascio incidente.
• Dimensione dei cristalliti: queste informazioni sono ottenute dall’analisi della larghezza e della forma delle linee di diffrazione.
• Analisi strutturale: XRD viene utilizzata per studiare la struttura cristallografica di un materiale. La posizione e le intensità relative delle linee di diffrazione possono essere correlate alla posizione degli atomi nella cella unitaria e alle sue dimensioni. L’indicizzazione, l’affinamento della struttura e la simulazione possono essere ottenuti con specifici programmi informatici.
• Film sottili: mantenendo il raggio incidente ad angoli bassi, è possibile indagare le proprietà dei multistrati, riducendo al minimo l’interferenza del substrato. Allo stesso modo, è possibile eseguire la riflettometria.

Di seguito trovi i modelli disponibili di GNR, con soluzioni pensate per diversi contesti di utilizzo: