Metodo Rietveld          Daphiny Pottmaier Cristalografia e Difracao de Raios-X          PGMAT 2011/03Florianopolis, 24 de ...
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Amostra• Fisica (po)• Quimica• Poli/Semicristalina                                                    Patricia, LCM       ...
Poli/semicristalina• Simetria • rotacional, translacao, inversao, reflexao• Sistema cristalino • cubico, tetragonal, hexago...
EXPERIMENTO✓ Instrumento (λ)• 2 theta Passo, Tempo, Intervalo  Amostra   EXPERIMENTO   Difratograma   REFINAMENTO   Info
Instrumento• Fontes • Laboratorio • Sincrotron• Otica • Monocromadores • Filtros                         Cu λ=1.54 Å• Dete...
2 theta• PASSO • 1/5 a 1/3   (FWHM minimo)• TEMPO • 5 - 10000 counts   (pico maximo)• INTERVALO • 10 - 90˚   (Name.CIF)   ...
Difratograma                                                      fixa λ,✓ d - qualitativo (x), simetria,                  ...
d/2theta vs. IDistancia interatomica, d                             1                 d   *2                     hkl   = 2...
REFINAMENTO• Absorption Diffraction Method• Metodo Padrao Interno/Externo• RIR (Reference Intensity Ratio)• Full Pattern /...
Metodo RietveldAjuste matematico interativo de um padrao real (experimental) com um modelo (teorico),   minimizando a dife...
Dados Estrutura Cristalina• Literatura• Banco de Dados (comerciais)  •   ICSD (Inorganic Crystal Structure Database)  •   ...
Dados Estrutura Cristalina•   Grupo espacial•   Parametros de rede                                .CIF•   Posicoes atomica...
Sequencia Ray Young• Fator de escala• Zero shift ou deslocamento amostra             Importante• Ruido de fundo linear• Pa...
PROGRAMAS• Gratuitos • GSAS+ExpGUI • FULLPROF • MAUD• Comerciais • Bruker TOPAS • Panalytical HSM     Amostra   EXPERIMENT...
Estrategia• Conheca a Amostra• Obtenha o melhor Difratograma• Identifique as Fases• Refine, Refine, Refine• Zoom nos picos e o...
INFORMACAO• Estrutura cristalina • parametros de celula • posicoes atomicas, ocupacao, parametro termico• Microestrutura •...
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Metodo Rietveld: Passo a Passo

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Disciplina especial: Cristalografia e Difratometria de Raios-X, 2011/03, Prof. João Cardoso.
Programa de Pos-Graduacao em Ciencia e Engenharia de Materiais
Departamento de Engenharia Mecanica
Universidade Federal de Santa Catarina

Publicada em: Educação
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Metodo Rietveld: Passo a Passo

  1. 1. Metodo Rietveld Daphiny Pottmaier Cristalografia e Difracao de Raios-X PGMAT 2011/03Florianopolis, 24 de Outubro de 2011.
  2. 2. Amostra
  3. 3. Amostra EXPERIMENTO
  4. 4. Amostra EXPERIMENTO Difratograma
  5. 5. Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO
  6. 6. Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO INFO
  7. 7. Amostra• Fisica (po)• Quimica• Poli/Semicristalina Patricia, LCM Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
  8. 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. 9. EXPERIMENTO✓ Instrumento (λ)• 2 theta Passo, Tempo, Intervalo Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
  10. 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. 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. 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. 13. d/2theta vs. IDistancia 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:+*412%&(-1(4231( 5+*=,*>&(&6(-*(0-$1($1(411<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 ibObservado Picos Fundo p k @ =$0+(-*(*13$,$ 4π sin θQ= 4 =$0+(-*(9#,02324,2-$-* λMagnitude 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. 14. REFINAMENTO• Absorption Diffraction Method• Metodo Padrao Interno/Externo• RIR (Reference Intensity Ratio)• Full Pattern / Rietveld Method Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
  15. 15. Metodo RietveldAjuste 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. 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. 17. Dados Estrutura Cristalina• Grupo espacial• Parametros de rede .CIF• Posicoes atomicas• Ocupacoes atomicas• Parametros termico dos atomos Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
  18. 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. 19. PROGRAMAS• Gratuitos • GSAS+ExpGUI • FULLPROF • MAUD• Comerciais • Bruker TOPAS • Panalytical HSM Amostra EXPERIMENTO Difratograma REFINAMENTO Info
  20. 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. 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. 22. • Fisica (po) • QuimicaAmostra • Poli/Semicristalina
  23. 23. • Fisica (po) • Quimica Amostra • Poli/Semicristalina EXPERIMENTO✓ Instrumento (λ)• 2 theta Passo, Tempo, Intervalo
  24. 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. 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. 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

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