D5 Difração de raios X (tamanho do cristalito)

Tópico

A difração de raios X dessa nanoestrutura, com tamanho de cristalito tipicamente inferior a cem nanômetros, reutiliza a mesma lei de Bragg já empregada para o mesmo propósito por outro modelo de um conjunto diferente de materiais — o que descreve a difração de raios X de um metal. Aqui também, a lei de Bragg identifica os ângulos nos quais os picos de difração dessa nanoestrutura aparecem, revelando sua estrutura cristalina interna. O fato de essa nanoestrutura possuir uma estrutura cristalina específica significa que, de acordo com a lei de Bragg, seus picos de difração aparecem nos ângulos característicos dessa estrutura, assim como apareceriam no mesmo material em sua forma maciça.

Nesse regime nanométrico, entretanto, a equação de Scherrer, reutilizada do mesmo modelo metalúrgico, assume um papel muito mais proeminente do que em um material maciço: nessa nanoestrutura, o próprio tamanho do cristalito, inferior a cem nanômetros, é quase sempre a causa dominante do alargamento desses picos de difração, sem que a microdeformação faça uma contribuição comparável. O fato de esse alargamento dos picos de difração ser dominado pelo tamanho do cristalito, e não pela microdeformação, significa que a equação de Scherrer, por si só e sem a necessidade da análise de Williamson-Hall requerida em outros casos, estima de forma confiável esse tamanho de cristalito.

Portanto, este modelo, com a lei de Bragg e a equação de Scherrer com as quais foi iniciado, adapta ao regime nanométrico o mesmo método experimental que já descreve, para um metal, outro modelo para um conjunto diferente de materiais, sem a necessidade de qualquer alteração no instrumento ou no procedimento de medição: a única diferença real é que, aqui, o tamanho do cristalito retornado por esta equação de Scherrer coincide, de forma muito mais direta, com o tamanho real de toda a nanoestrutura, em vez de com o tamanho de um grão dentro de uma peça muito maior.

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