Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9KPNLH
Tipo: Dissertação de Mestrado
Título: Sobre a teoria da difração de raios-x em estruturas tridimensionais
Autor(es): Carlos Esteves Teixeira Junior
Primeiro Orientador: Paulo Roberto Gomes Brandao
Primeiro membro da banca : Raul Zanoni Lopes Cancado
Segundo membro da banca: Andréia Bicalho Henriques
Terceiro membro da banca: Luana Duarte Santos
Resumo: A capacidade de inferir sobre a estrutura da matéria por meio da teoria da interação radiação-matéria talvez seja a perspectiva de análise mais bem sucedida dentro da cristalografia. Uma dessas perspectivas consiste na utilização de raios-X para determinar aspectos cristaloquímicos do material analisado. A avaliação dos dados de difração de raios-X deve ser feita seguindo longas estratégias de extração de informação. Neste trabalho, foram utilizadas amostras puras e suas misturas controladas como material experimental para interpretar e inferir, seguindo uma estratégia ab initio, sobre a estrutura e a composição da matéria. Assim, foram preparadas cinco amostras, compostas a partir das porções puras de quartzo e hematita, que seguiram proporções de abundância relativa iguais a 1:0, 2:1, 1:1, 1:2 e 0:1 entre as fases estudadas. Todas as amostras foram submetidas à análise em um difratômetro de tubo de cobre na faixa 3,01-79,99° do espectro de medida. Os resultados numéricos foram submetidos à avaliação de softwares destinados à solução e ao refinamento estrutural (CheckCell, Fullprof e Gsas) e também foram extraídas informações estruturais-composicionais (e.g., fator de estrutura), considerando o arcabouço físico-matemático do fenômeno. Todas as análises realizadas permitiram inferir sobre a capacidade dos métodos baseados em minimização de erros quadráticos em determinar ou inferir a estrutura cristalina de minerais em misturas polifásicas. Adicionalmente, o criticismo sobre a análise de abundâncias das fases foi feito de maneira dedutiva, permitindo a comparação de diferentes estratégias de quantificação (e.g., métodos baseados em análise de Rietveld, RIR) com um novo procedimento baseado na modificação do fator de estrutura das fases. Os resultados de intensidade de picos de difração, sujeitos a efeitos anômalos, foram incorretamente interpretados pelos métodos clássicos mencionados, enquanto a nova abordagem apresentada neste trabalho apontou para resultados, razoavelmente, exatos.
Abstract: The ability to infer about the solid-state structure of matter by means of the radiation-matter interaction theory may be the most successful prospect in the crystallographic analysis. One of those perspectives regards the use of X-rays radiation to study crystalchemistry aspects of the analyzed material. The evaluation of X-rays diffraction data must be made following extensive strategies of information extraction. In this work, pure samples and their controlled mixes were the experimental materials to interpret and infer on, following an ab initio principle, the structure and composition of matter. Therefore, five samples were prepared, being composed of portions of pure quartz and hematite, following 1:0, 2:1, 1:1, 1:2 and 0:1 relative quantity ratios. All samples provided were scanned on a copper tube based diffractometer through the 3.01-79.99° range along the measured spectrum. The numerical results were subjected to evaluation by software meant to structural solution and refinement (CheckCell, FullProf and GSAs) and structural-compositional information was extracted (e.g., structure factor) considering the physical-mathematical framework of the phenomenon. All analyses carried out allowed inferring about the ability of minimization of squared errors based methods to determine or evaluate the crystal structure of minerals in multiphase mixtures. Additionally, the criticism on the quantitative phase analysis was done deductively allowing the comparison of different strategies for quantification (e.g., Rietveld-based methods, RIR) against a new procedure based on the modification of the phases structure factor. The intensity of diffraction peaks subject to anomalous effects was incorrectly interpreted by the classical methods, whilst the new approach developed in this work pointed out accurate results.
Assunto: Engenharia metalúrgica
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9KPNLH
Data do documento: 28-Jan-2014
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