Metodo Rietveld: Passo a Passo
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O documento descreve o método de Rietveld para análise de difração de raios-X, incluindo a amostra, experimento, difratograma, refinamento e informações obtidas. O método fornece informações qualitativas e quantitativas sobre a estrutura cristalina e microestrutura da amostra.
Metodo Rietveld: Passo a Passo
- 1. Metodo Rietveld Daphiny Pottmaier Cristalografia e Difracao de Raios-X PGMAT 2011/03 Florianopolis, 24 de Outubro de 2011.
- 2. Amostra
- 3. Amostra EXPERIMENTO
- 4. Amostra EXPERIMENTO Difratograma
- 5. Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO
- 6. Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO INFO
- 7. Amostra • Fisica (po) • Quimica • Poli/Semicristalina Patricia, LCM Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 8. Poli/semicristalina • Simetria • rotacional, translacao, inversao, reflexao • Sistema cristalino • cubico, tetragonal, hexagonal, trigonal, ortorrombico, triclinico, monoclinico • Celula unitaria Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 9. EXPERIMENTO ✓ Instrumento (λ) • 2 theta Passo, Tempo, Intervalo Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 10. Instrumento • Fontes • Laboratorio • Sincrotron • Otica • Monocromadores • Filtros Cu λ=1.54 Å • Detectores Filtro de Ni • Pontuais Detector Pontual • 1D e 2D Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 11. 2 theta • PASSO • 1/5 a 1/3 (FWHM minimo) • TEMPO • 5 - 10000 counts (pico maximo) • INTERVALO • 10 - 90˚ (Name.CIF) Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 12. Difratograma fixa λ, ✓ d - qualitativo (x), simetria, mede θ, rede cristalina, celula unitaria calcula d ✓ I - quantitativo (y), densidade eletronica, posicao atomica I ✓ FWHM*, cristalito, defeitos, *Full width at half maximum microdeformacoes FWHM d Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 13. d/2theta vs. I Distancia interatomica, d 1 d *2 hkl = 2 dhkl = h 2 a*2 + k 2b*2 + l 2 c*2 + 2hka*b* cos γ + 2hla*c* cos β = 2klb*c* cos α *2 d !"#$%&'()*+$,(-$(./0*/12-$-* Intensidade, y $(2/0*/12-$-*(3$,3#,$-$(4$+$(3$-$(4$11'($/)#,$+(5!"#67(,*8$/-'(*9(3'/12-*+$%&'( 3'/0+2:#2%;*1(-'(+#<-'(-*(=#/-'(5$%#&'()*+,6(*($(1':+*4'12%&'(-'1(423'1( 5+*=,*>&'(&6(-*(0'-$1($1(4'11<8*21(=$1*1(- 4+*1*/0*1(? -*13+20$(4'+ yobs /ic (Q) = ycx (Q) + yb /ib (Q) !S ! p L F 2 y = p k k G (∆ θ ik ) P k + y (c ) ic k ib Observado Picos Fundo p k @ =$0'+(-*(*13$,$ 4π sin θ Q= 4 =$0'+(-*(9#,02324,2-$-* λ Magnitude do Vetor de A =$0'+(-*(A'+*/0B(*(4',$+2B$%&' Espalhamento C =$0'+(-*(*10+#0#+$ E(5∆ E(5∆!"&6 =#/%&'(-*(4*+=2,(-*(423'( D =$0'+(-*('+2*/0$%&'(4+*=*+*/32$, F2:536 2/0*/12-$-*(-'($%#&'()*+, Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 14. REFINAMENTO • Absorption Diffraction Method • Metodo Padrao Interno/Externo • RIR (Reference Intensity Ratio) • Full Pattern / Rietveld Method Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 15. Metodo Rietveld Ajuste matematico interativo de um padrao real (experimental) com um modelo (teorico), minimizando a diferenca entre pontos medidos e calculados (minimos quadrados) • Difratograma de alta qualidade • Modelo estrutural com sentido fisico-quimico • Funcoes apropriadas para picos e fundo ⎛ Rwp ⎞ GOF, χ = ⎜ 2 ⎟ ⎝ Repx ⎠ Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 16. Dados Estrutura Cristalina • Literatura • Banco de Dados (comerciais) • ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) • LPF (Linus Pauling File) • NIST (National Institute of Standards and Technologie) • CSD ( Cambridge Structure Database) • Websites (gratuitos) • http://icsd.ill.eu/icsd/index.html • http://www.crystallography.net • http://database.iem.ac.ru/mincryst/index.php • http://www.minsocam.org/MSA/Crystal_Database.html • http://www.webmineral.com/ • http://www.iza-structure.org/databases/ Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 17. Dados Estrutura Cristalina • Grupo espacial • Parametros de rede .CIF • Posicoes atomicas • Ocupacoes atomicas • Parametros termico dos atomos Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 18. Sequencia Ray Young • Fator de escala • Zero shift ou deslocamento amostra Importante • Ruido de fundo linear • Parametros de rede • Alargamento de pico • Posicao atomica • Orientacao preferencial • Parametros de temperatura Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 19. PROGRAMAS • Gratuitos • GSAS+ExpGUI • FULLPROF • MAUD • Comerciais • Bruker TOPAS • Panalytical HSM Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 20. Estrategia • Conheca a Amostra • Obtenha o melhor Difratograma • Identifique as Fases • Refine, Refine, Refine • Zoom nos picos e olho no Residuo • Verifique Parametros e erros • Obtenha o melhor difratograma Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 21. INFORMACAO • Estrutura cristalina • parametros de celula • posicoes atomicas, ocupacao, parametro termico • Microestrutura • quantidade relativa de fases • tamanho de cristalito • orientacao preferencial Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
- 22. • Fisica (po) • Quimica Amostra • Poli/Semicristalina
- 23. • Fisica (po) • Quimica Amostra • Poli/Semicristalina EXPERIMENTO ✓ Instrumento (λ) • 2 theta Passo, Tempo, Intervalo
- 24. • Fisica (po) • Quimica Amostra • Poli/Semicristalina ✓ d - qualitativo (x) EXPERIMENTO ✓ I - quantitativo (y) - estrutura ✓ Instrumento (λ) ✓ FWHM* (x,y)- microestrutura • 2 theta Passo, Tempo, Intervalo Difratograma
- 25. • Fisica (po) • Quimica Amostra • Poli/Semicristalina ✓ d - qualitativo (x) EXPERIMENTO ✓ I - quantitativo (y) - estrutura ✓ Instrumento (λ) ✓ FWHM* (x,y)- microestrutura • 2 theta Passo, Tempo, Intervalo Difratograma REFINAMENTO • Difratograma de alta qualidade • Modelo estrutural com sentido fisico-quimico • Funcoes apropriadas para os picos e fundo
- 26. • Fisica (po) • Quimica Amostra • Poli/Semicristalina ✓ d - qualitativo (x) EXPERIMENTO ✓ I - quantitativo (y) - estrutura ✓ Instrumento (λ) ✓ FWHM* (x,y)- microestrutura • 2 theta Passo, Tempo, Intervalo Difratograma REFINAMENTO • Difratograma de alta qualidade INFO • Modelo estrutural com sentido fisico-quimico • Funcoes apropriadas para os picos e fundo • Estrutura cristalina • Microestrutura