La diffusion des rayons X

Thèmes abordés

Rayon X, diffusion, technique, photons, nuages électroniques, qualité de synthèse, courbe, diffusion de faisceau, cuivre, numéros atomiques, transmission, analyses, méthode Guinier, Porod, particules, agrégations

Résumé du document

La diffusion des rayons X est une technique de caractérisation. Cette technique se base sur l'interaction élastique des photons avec les nuages électroniques. Les photons sont diffusés en traversant l'échantillon et fournissent des informations sur la fluctuation des densités électroniques dans la matière hétérogène. On va s'intéresser à déterminer le rayon de giration d'une poudre de TiO2, ainsi que la qualité de synthèse. Pour cela, on fait donc passer un faisceau X dans l'échantillon et on récupère une intensité diffusée en fonction de l'angle. On peut alors tracer la courbe I en fonction de q où q est proportionnel au sinus de l'angle ? de diffusion.

Extraits

[...] L'équation qui décrit alors cette portion de courbe est I=C0+k3/q-3, C0 étant la constante de Porod. Comme nous sommes dans le cas d'un faisceau non ponctuel, nous devons nous servir de l'invariant car nous ne connaissons pas l'intensité absolue, afin de remonter au rapport S/V. Le logiciel va alors extrapoler la valeur de Q pour déterminer le rapport S/V=4*k3/Q'. Une fois que le logiciel a fait le fit de la courbe, on règle les bornes pour se placer dans la partie linéaire de celle-ci et avec un bruit faible. [...]

[...] Pour l'obtenir en m², on doit le multiplier par le rayon de l'électron. On trouve alors ρ=3,15*1015 m². On peut calculer le coefficient d'absorption massique du TiO2 de la manière suivante : (μ/ρ)TiO2=yTi*(μ/ρ)Ti+yO*(μ/ρ)O, avec yi=mi/mTiO2 le pourcentage massique. On a donc (μ/ρ)TiO2=124,50cm².g-1. Pour déterminer le pourcentage linéique, μlin=(μ/ρ)TiO2*ρTiO2=485,6 cm-1. Sachant que le taux de compactassions de la poudre est de 50% et que le coefficient d'absorption linéique de l'air est de 0.014 cm-1, on peut calculer le coefficient d'absorption de la poudre compactée comme μech=Φv(TiO2) μTiO2+ Φv(air) μair=242,8 cm-1, avec Φv la fraction volumique de 0.5 pour chaque composant. [...]

[...] On a donc un Rg= 49,7 Å. Analyse de distribution en taille de particules/pores : Dv(R) La fonction Dv(R) qui donne la répartition en taille des particules peut être calculée automatiquement grâce à une transformée ² de Fourier. Une fois la transformée effectuée, on trouve un Rg,moy=43.747 Å, un écrat-type=23.52% et un rapport S/V=00738. La forme de la courbe Dv(R) nous indique qu'il y a une distribution en taille moyennement bien définie avec un peu d'agrégations. Conclusion Avec la dernière méthode, on a pu observer que la répartition en taille était assez étalée et qu'il y a un peu d'agrégations. [...]

[...] La diffusion des rayons X La diffusion des rayons X est une technique de caractérisation. Cette technique se base sur l'interaction élastique des photons avec les nuages électroniques. Les photons sont diffusés en traversant l'échantillon et fournissent des informations sur la fluctuation des densités électroniques dans la matière hétérogène. On va s'intéresser à déterminer le rayon de giration d'une poudre de TiO2, ainsi que la qualité de synthèse. Pour cela, on fait donc passer un faisceau X dans l'échantillon et on récupère une intensité diffusée en fonction de l'angle. [...]