تعیین ریزساختار نمونه‌ی نانومتری CeO2 به روش ویلیامسون-هال و تابع توزیع لوگ نرمال با استفاده از تابش سینکروترون

نویسندگان

دانشکده فیزیک

چکیده

اندازه­ی محدود بلورک­ها و وجود کرنش در نمونه­های بس بلور، منجر به پهن­شدگی خطوط پراش می­شود. با بررسی این پهن­شدگی می­توان اطلاعاتی در مورد ریز ساختار مواد بلوری به­دست آورد. در این مقاله با استفاده از داده‌های پراش سینکروترون و با برازش کل نقش پراش، ساختار نمونه­ی نانومتری CeO2 پالایش و ازنتایج به‌دست آمده، و نیز روش ویلیامسون – هال، ریز ساختار نمونه­ی بلوری تعیین شد. میانگین اندازه­ی حجمی بلورک‌ها Å 225 و مقدارکرنش شبکه، 5- 10×6 به­دست آمد. سپس با استفاده از تابع توزیع لوگ نرمال اندازه­ی بلورک­ها، نقش پراش، شبیه سازی شد واطلاعات ریزساختاری آن تعیین شد. میانگین اندازه­ی حجمی و میانگین اندازه­ی سطحی بلورک­ها به­ترتیب، Å 234 و Å168 به­دست آمدند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determination of microstructure of nanocrystalline CeO2 By Williamson-Hall and lognormal distribution methods using Synchrotron radiation

چکیده [English]

Finite crystallite size and strain in polycrystalline material led to broadening of the diffraction lines. By analyzing this broadening, it is possible to extract information on the microstructure of crystalline material. In this research, we obtained the microstructure of nanocrystalline CeO2 sample using synchrotron diffraction data, applying the whole powder pattern fitting and Williamson-Hall techniques. The volume weighted average crystallite size and the root-mean-square strain both averaged over all reflections found to be 225Å and 6×10-5 respectively. In another attempt a model of lognormal size distribution of spherical crystallite has been used and the average volume weighted crystallite sizes of 234 Å and average area weighted size of 168Å have been determined, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CeO2
  • Synchrotron radiation
  • Williamson-Hall method
  • lognormal distribution
  • microstructure

مراجع

[1] Hart M., Cernik R. J., Parrish W., Toraya H., “Lattic – parameter Determination for Powders Using Synchrotron Radiation”, J. Appl.Cryst.23, (1990) 286-291.

[2] Estermann M. A., Gramlich V., “Improved Treatment of Severely or Exactly Overlapping Bragg Reflections for the Application of Direct Methods to Powder data“, J. Appl. Cryst. 26, (1993) 396-404.

[3] Cox D. E., “Synchrotron Radiation Crystallography”, pp.186-254. (1992). New York: Academic Press.

[4] Balzar D., audebrand N., Daymond M. R., Fitch A., Hewat A., Langford I. J., Le Bail A., Louёr D., Masson O., Mc Cowan C. N., Popa N. C., Atephens P. W., Tob B. H., "Size-strain line-broadening analysis of the ceria round-robin sample", J.Appl.Cryst 37 (2004) 911-924.

[5] Cagliotti G., Paoletti A., Ricci F. P., "Choice of Collimators for Crystal Spectrometers for Neutron Diffraction", Nucl. Instrum 3(1958) 223-234.

[6] Langford J. I., Wilson A. J. C.,”Scherrer after sixty years: A Survey and Some New Results in the Determination of Crystallite Sizw”, J. Appl. Cryst. 11, (1978) 102-113.

[7] Williamson G. K., Hall W. H., "x ray line broadening from field aluminium and wolfram", Acta Metall, 1 (1953) 22-31.

[8] Finger L. W., Cox D. E., Jephcoat A. P., "A correction for powder diffraction peak asymmetry due to axial divergence", J.Appl.Cryst 27 (1994) 892-900.

[9] Rietveld H.M., “Line Profiles of neutron Powder Diffraction Peaks for structure refinement”, Acta Cryst. 22, (1967).151-152.

[10] Rietveld H. M., "A Profile Refinment Method For Nuclear and Magnetic Structures", J.Appl.Cryst 2 (1969) 65-71.

[11] Larson A. C., Von Dreele R. B., "General Structure Analysis System GSAS", (2001)., Los Alamos National Laboratory Report.

[12] Wilson A. J. C., X-ray Optics, (2ndedn) London. Methuen.

[13] Langford J. I., Louёr D., Scardi P., "Effect of a crystallite size distribution on x-ray diffraction line profile and whole-powder-pattern fitting", J.Appl.Cryst 33(2000) 964-974.

[14] Scardi P., Leoni M., Delhez R.,"Line broadening analysis using integral breadth methods: a critical review", J.Appl.Cryst 37 (2004) 381-390.

[15] Scardi P., Leoni M., "Line profile analysis: pattern modeling versus profile fitting", J. Appl. Cryst 39(2006) 24-31.

[16] Dong Y. H., Scardi P., "Marqx: a new program for whole-powder-pattern fitting", J.Appl.Cryst 33(2000) 184-189.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 11 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری: 15 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش: 11 تیر 1404

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار