• Isabel Santana

O que é o Método de Difração de Raios-x e a sua Aplicação na Indústria


A caracterização dos materiais é imprescindível para estudar e avaliar as suas propriedades, pois muitas delas são definidas pelos arranjos cristalinos dos átomos constituintes. Uma estrutura de mesma composição química, mas com arranjos diferentes diferem, por exemplo, na cor – um arranjo cristalino tem como característica ser mais opaco que um material com estrutura amorfa, como é o caso do vidro, que é transparente.Um dos métodos de caracterização de um material é através da Difração de Raio-x. Esse método consiste em emitir feixes de raios-x utilizando a rede cristalina do material em estudo para difratá-los.

Figura 1 - Raios incidindo sobre a estrutura cristalina

Cada estrutura cristalina tem o seu padrão característico, e para interpretar os resultados obtidos, utiliza-se um banco de dados previamente conhecido de difratogramas – gráficos obtidos com os padrões de difração.

Desta forma, a análise do comportamento de difração desses feixes determina o tipo de estrutura cristalina do material. Uma expressão muito importante para o estudo cristalográfico é a Lei de Bragg (2dsenθ = nλ ), onde se relaciona a distância entre os planos do cristal (d), o ângulo de difração dos feixes de raio-x (θ) e do comprimento de onda da radiação monocrática utilizada (λ).

Os difratogramas têm o ângulo 2θ e a intensidade dos picos difratados como variáveis, como mostrado na figura abaixo. Esses picos são proporcionais às intensidades dos efeitos da difração e são produzidos quando a Lei de Bragg é satisfeita dado um determinado ângulo θ e uma distância d.

Figura 2 - Difratograma

Na indústria, a técnica de Difração de Raios-x é utilizada em vários setores, como na fabricação de diodos, transistores, microprocessadores e nanocircuitos; na análise e desenvolvimento de superligas; em materiais da indústria aeroespacial; entre outros exemplos. No caso da aplicação na indústria aeroespacial, a análise DRX é utilizada para verificar a orientação preferencial da estrutura cristalina do material em peças de turbina, por exemplo. Esse método de caracterização também pode ser aplicado na indústria automobilística - a difração de Raios-x pode ser utilizada quando há necessidade, por exemplo, de análise quantitativa das fases do material metálico.

Para muitas empresas que trabalham com a Engenharia dos Materiais, o método de difração de raio-x é um método bastante útil para a caracterização da estrutura cristalina dos materiais utilizados na produção e pode estar associado a outros tipos de análises para uma melhor avaliação das suas características.

Referências

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/9965/9965_5.PDF

https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/42/105/42105290.pdf

http://www.cpmtc-igc-ufmg.org/laboratorios2.htm

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Cidade Universitária, Recife - PE, 50740-540 , IMTM (Instituto Nacional de Tecnologia em União e Revestimento de Materiais).

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