D2 Difracción de Rayos X y Microscopía

Tópico

La difracción de rayos X de una muestra cerámica es el punto de partida común de este modelo: un mismo patrón de difracción, obtenido de esa muestra, es la fuente de la que se identifican sus fases cristalinas, su parámetro de red y el tamaño de sus cristalitas. Que las tres mediciones partan del mismo patrón de difracción hace que baste con una sola medición experimental para obtener las tres.

La ley de Bragg es la que, a partir de ese mismo patrón de difracción, identifica las fases cristalinas presentes en la muestra y, además, su parámetro de red. Que la posición de los picos del patrón de difracción sea la que use la ley de Bragg hace que, a partir de esa posición, se pueda reconocer de qué fase cristalina se trata y cuál es la distancia característica entre los planos de su red cristalina.

Ese mismo patrón de difracción, mirado ahora en el ancho de sus picos en vez de en su posición, es lo que usa la ecuación de Scherrer para estimar el tamaño de la cristalita o grano. Que los picos del patrón sean más anchos hace que la ecuación de Scherrer estime cristalitas más pequeñas; que sean más angostos, hace que estime cristalitas más grandes.

La relación entre las áreas de esos mismos picos de difracción y el área correspondiente al fondo amorfo del patrón es lo que determina, a su vez, la fracción cristalina frente a la fracción amorfa de la muestra. Que el área que ocupan los picos cristalinos sea mayor frente al fondo amorfo hace que la fracción cristalina de la muestra sea mayor, y la fracción amorfa, menor.

Por eso, que las tres técnicas partan del mismo patrón de difracción de rayos X con el que se abre este modelo hace que baste con esa única medición para caracterizar tres aspectos distintos de la muestra cerámica: qué fases cristalinas contiene y cuál es su parámetro de red, mediante la ley de Bragg; qué tan grandes son sus cristalitas, mediante la ecuación de Scherrer; y qué fracción de la muestra es cristalina frente a amorfa, mediante la relación de áreas de sus picos. Este modelo reutiliza, para las dos primeras técnicas, la ley de Bragg y la ecuación de Scherrer ya establecidas en el modelo de difracción de metales, sin volver a definirlas aquí.

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