물성측정 및 실습 Proj4.X-ray diffraction of powders

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1 물성측정 및 실습 Proj4.X-ray diffraction of powders
배민수 이택규 남우영 정은경

2 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험목적 이론 실험방법 실험결과 논의 및 결론

3 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험목적  X-ray 회절 실험을 이해하고 분말 시편들의 각도에 따른 X-ray 회절 강도를 측정하여 이 값을 이론값과 비교, 시편의 결정구조를 알아본다.

4 Proj.4 X-ray diffraction of powders
이론 X-ray란… 파장 : 0.01~10nm 주파수 : 30x1015Hz~30x1018Hz 에너지 : 12~12keV Whihelm Roentgen이 1895년에 처음발견 전자기파 빌헬름 뤤트겐

5 Proj.4 X-ray diffraction of powders
이론 X-ray의 발생 원리 제동복사 가속되어진 전자가 원자핵부근에서 쿨롱힘에 의해 감속되면서 그 감속된차 만큼 전자파를 방출 특성x선 가속되어진 하전입자가 궤도전자와 상호작용하여 여기,전리를 일으키고 이에 수반되어 궤도전자의 천이가 발생되는 과정에서 그 에너지차만큼 전자파를 방출

6 Proj.4 X-ray diffraction of powders
이론 X-ray 검출 Geiger-Müller counter X-ray가 gas로 채워진 관으로 들어오면 gas를 이온화 시켜서 전류가 흐르게 된다 전류를 측정하여 X-ray 광자의 에너지와 개수를 측정

7 Proj.4 X-ray diffraction of powders
이론 고체결정 격자구조는 원자들의 독특한 배열을 가짐 단순입방( PC ) 체심입방( BCC ) 면심입방( FCC )

8 Proj.4 X-ray diffraction of powders
이론 밀러지수(Miller indices) 결정에서 원자들의 평행면들의 집합이나 한 면의 방향을 가리키는 숫자 격자 구조의 결정 면 (crystal plane)과 결정 방향 (crystal direction)을 구별하기 위해 지수를 지정하는 방법

9 Proj.4 X-ray diffraction of powders
이론 격자에서의 X-ray 회절 특정각도에선 특정 파장만 보강간섭 2dhklsinθ=nλ 브래그법칙 특정파장에선 특정 각도만 보강간섭 Cubic 경우:

10 Proj.4 X-ray diffraction of powders
이론 실제 격자에서의 보강 간섭은 제한됨 보 강 간 섭 상 쇄 간 섭

11 Proj.4 X-ray diffraction of powders
이론 Simple cubic 모든 h,k,l에 대해 BCC h,k,l이 모두 짝수 또는 홀수 경우 h,k,l이 짝수 홀수 섞인 경우 FCC h+k+l이 짝수 경우 h+k+l이 홀수 경우

12 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험 시편 : KCl 알갱이 KCl 을 최대한 부드럽게 갈아서 암압을 주어 시료를 재조 갈아서

13 Proj.4 X-ray diffraction of powders
브래그 법칙 브래그 법칙은 원자가 원자 평면에서 수평으로 나란히 배열 되어있다고 가정하기 때문에 최대한 비슷한 조건을 만들기 위하여

14 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험 장비 전압 : 35kV 전류 : 20mA 각도 θ : 10~90까지 분당 4도씩 변화

15 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험결과 i 2θi θi sin2θi sin2θi/sin2θ1 1 28.35 14.175 2 40.45 20.225 3 50.15 25.075 4 58.6 29.3 5 66.35 33.175 6 73.7 36.85

16 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험결과

17 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험결과

18 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험결과 이론값 X-ray는 알파선과 배타선이 나오는데 알파선의 경우 짝수 배타선의 경우 홀수 피크를 측정

19 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험결과 i 2θi θi sin2θi sin2θi/sin2θ1 1 28.35 14.175 2 40.45 20.225 3 50.15 25.075 4 58.6 29.3 5 66.35 33.175 6 73.7 36.85 2 3 4 6 5

20 Proj.4 X-ray diffraction of powders
실험결과 h,k,l 이 모두 짝수 일 경우 h,k,l 이 모두 홀수 일 경우 면심입방구조 FCC 시편으로 쓰인 KCl 의 실험값 피크값이 FCC 이론 피크값과 동일하게 나타남 KCl => FCC 격자 구조 보강간섭 상쇄간섭

21 Proj.4 X-ray diffraction of powders
끝~