ایکس رے ڈفریکٹومیٹر (ایکس آر ڈی)مواد کی کرسٹل ساخت کا تجزیہ کرنے کے لیے ایک اہم آلہ ہے۔ اس کا بنیادی اصول کرسٹل ایٹموں کے ذریعے ایکس رے کے "coherent بکھرنے پر مبنی ہے۔ " پھیلاؤ زاویہ (واقعہ اور متنوع ایکس رے سمتوں کے درمیان زاویہ) کی پیمائش کرکے اور بریگ کے قانون کے ساتھ مل کر پھیلاؤ پیٹرن کا تجزیہ کرکے، یہ اس طرح کی کلیدی معلومات کو درست طریقے سے ترتیب دے سکتا ہے۔ وقفہ کاری، اور جالی مستقل۔ یہ مواد کی ساخت کی شناخت اور مرحلے کے تجزیہ کے لیے ایک معروضی بنیاد فراہم کرتا ہے۔

I. بنیادی اصول: تفاوت زاویہ اور کرسٹل ساخت کے درمیان بنیادی ربط

بریگ کے قانون کا برجنگ رول: جب ایکس رے کسی کرسٹل سے ٹکراتے ہیں تو وقتاً فوقتاً ترتیب دیے گئے ایٹم ایکس رے کو بکھیر دیتے ہیں۔ ایک تفاوت سگنل اس وقت پیدا ہوتا ہے جب ملحقہ کرسٹل طیاروں سے بکھری لہریں (ایٹمی ترتیب سے بننے والے متوازی طیارے) " تعمیری مداخلت کے لیے شرط کو پورا کرتی ہیں۔·گناہi= nl(جہاں *d* interplanar خالی جگہ ہے،iنصف تفاوت زاویہ ہے، *n* تفاوت ترتیب ہے، اورlایکس رے طول موج ہے)۔ اس مساوات میں، ایکس رے طول موجlمعلوم ہے (مثال کے طور پر،l= 1.54 Å تانبے کے ہدف کے لیے)۔ پھیلاؤ زاویہ 2 کی پیمائش کرکےi, interplanar وقفہ کاری *d* کا حساب لگایا جا سکتا ہے۔ یہ *d*-اسپیسنگ کرسٹل ڈھانچے کے " خصوصیت والے فنگر پرنٹ کے طور پر کام کرتی ہے۔-مختلف کرسٹلز میں مختلف جوہری انتظامات کے نتیجے میں الگ الگ *d*-اقدار اور متعلقہ تفاوت کے زاویے ہوتے ہیں۔

تفاوت زاویہ کی ساختی اہمیت: تفاوت زاویہ براہ راست انٹرپلانر سپیسنگ کے سائز کی عکاسی کرتا ہے۔ ایک چھوٹی *d* کا نتیجہ بڑے گناہ کی صورت میں نکلتا ہے۔iاور اس طرح ایک بڑا پھیلاؤ زاویہ 2i(مثال کے طور پر، اعلی جوہری کثافت والے کرسٹل طیاروں میں عام طور پر چھوٹے *d* اور بڑے زاویے ہوتے ہیں)۔ اس کے برعکس، بڑے *d* کے نتیجے میں ایک چھوٹا تفاوت زاویہ ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، چہرے پر مرکوز کیوبک ایلومینیم کے لیے، اس کے (111) ہوائی جہاز میں *d*-اسپیسنگ تقریباً 2.338 Å ہے، جو ایک تفاوت کے زاویہ 2 کے مساوی ہے۔iتقریباً 38.4°; جب کہ باڈی سینٹرڈ کیوبک آئرن کے لیے، اس کے (110) طیارے میں *d*-اسپیسنگ تقریباً 2.027 Å ہے، جو 2 کے مساوی ہے۔θ ≈44.7°. تفاوت کے زاویوں میں فرق کرسٹل ساخت کی اقسام کے درمیان تیزی سے فرق کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

II ضابطہ کشائی کا عمل: ڈفریکشن اینگل ڈیٹا سے لے کر ساختی معلومات تک

مرحلے کی شناخت: "Diffraction زاویہ فنگر پرنٹ dddddh: ہر کرسٹل لائن مرحلے میں ایک منفرد "diffraction زاویہ ہوتا ہے - نسبتا intensity" پیٹرن (یعنی ایک معیاری پی ڈی ایف کارڈ)۔ ایک ایکس آر ڈی ٹیسٹ کے دوران، آلہ مختلف زاویوں 2 کے ذریعے اسکین کرتا ہے۔i(عام طور پر 5°90 تک°) اور ہر زاویہ پر پھیلاؤ کی چوٹی کی شدت کو ریکارڈ کرتا ہے۔ پیمائش شدہ 2iچوٹیوں کی قدروں کا موازنہ معیاری پی ڈی ایف کارڈز سے کیا جاتا ہے۔ اگر تفاوت کے زاویے ایک مخصوص انحراف کے اندر ملتے ہیں (مثال کے طور پر،≤0.2°) اور چوٹی کی شدت کا تناسب مطابقت رکھتا ہے، مواد میں اس مرحلے کی موجودگی کی تصدیق ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک کھوٹ کے مواد میں، اگر ماپا پیٹرن 2 پر پھیلاؤ کی چوٹیوں کو ظاہر کرتا ہےi= 43.3°، 50.4°، اور 74.1°تانبے کے معیاری پی ڈی ایف کارڈ سے مماثل، یہ تانبے کے مرحلے کی موجودگی کی تصدیق کرتا ہے۔

جالی مستقل کیلکولیشن: کرسٹل کے طول و عرض کی درست مقدار: جالی مستقل (مثلاً، *a* ایک کیوبک کرسٹل کے لیے) ایک کلیدی پیرامیٹر ہے جو جوہری ترتیب کی متواتریت کو بیان کرتا ہے اور اس کا حساب تفاوت کے زاویہ اور ملر انڈیکس (hkl) سے لگایا جا سکتا ہے۔ ایک کیوبک کرسٹل کے لیے، interplanar وقفہ کاری *d* اور جالی مسلسل *a* کے درمیان تعلق ہے: d = a /√(h²+ ک²+ l²)۔ اسے بریگ کے قانون کے ساتھ ملانے سے ملتا ہے: a = nλ √(h²+ ک²+ l²) / (2 گناہi)۔ کی پیمائش کرکےiاعلی زاویہ کے پھیلاؤ کی چوٹیوں کی قدر (مثال کے طور پر، 2i> 60°پیمائش کی خرابی کو کم کرنے کے لیے) اور معلوم ملر انڈیکس (مثلاً، (200) یا (220) طیاروں کی جگہ لے کر، جالی مستقل *a* کا حساب لگایا جا سکتا ہے۔ اس سے جالیوں کی بگاڑ کی نشاندہی کرنے میں مدد ملتی ہے (مثال کے طور پر، لاگو تناؤ کی وجہ سے *a* میں تبدیلیاں، جو تفاوت کے زاویے میں تبدیلی کا سبب بنتی ہیں)۔

کرسٹلائٹ سائز اور تناؤ کا تجزیہ: تفاوت کے زاویے میں باریک تبدیلیاں: جب مادی دانے بہتر ہوتے ہیں تو پھیلاؤ کی چوٹیاں وسیع ہوتی ہیں۔ شیرر فارمولہ کا استعمال کرتے ہوئے (ب= Kl/ (D cosi)، کہاںبچوٹی کی چوٹی ہے، D کرسٹلائٹ سائز ہے، اور K ایک مستقل ہے)، تفاوت کے زاویہ کے ساتھ مل کرiاور چوٹی چوڑائیب، کرسٹلائٹ سائز D کا حساب لگایا جاسکتا ہے۔ اگر اندرونی تناؤ موجود ہے تو، جالی لچکدار اخترتی سے گزرتی ہے، جس کی وجہ سے انٹرپلانر اسپیسنگ *d* میں تبدیلی آتی ہے، جس کے نتیجے میں تفاوت کے زاویے میں تبدیلی آتی ہے۔-تناؤ کا تناؤ بڑھتا ہے d، گھٹتا ہے 2i; دبانے والا تناؤ کم ہوتا ہے، 2 میں اضافہ ہوتا ہے۔i. اس کونیی تبدیلی کی شدت اندرونی تناؤ کے مقداری تجزیہ کی اجازت دیتی ہے۔

III تکنیکی فوائد: درست اور موثر ساختی تجزیہ

ایکس آر ڈی ڈفریکٹومیٹرنمونے کو نقصان پہنچائے بغیر ڈفریکشن اینگل تجزیہ کے ذریعے مادی ساخت کو ڈی کوڈ کرتا ہے (غیر تباہ کن جانچ)۔ یہ اعلی ریزولیوشن پیش کرتا ہے۔±0.001°) اور 1٪ سے کم سطح پر موجود ٹریس مراحل کی نشاندہی کر سکتا ہے۔ جانچ کا عمل تیز ہے (ایک سکین عام طور پر تقریباً 10-30 منٹ لیتا ہے) اور بیک وقت کثیر جہتی ساختی معلومات فراہم کر سکتا ہے جس میں فیز کمپوزیشن، لیٹیس کنسٹنٹ، اور کرسٹلائٹ سائز شامل ہیں۔ یہ دھاتی مواد، سیرامکس، پولیمر، اور معدنیات جیسے شعبوں میں ساختی تجزیہ میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، مواد R&D اور کوالٹی کنٹرول کے لیے بنیادی ڈیٹا سپورٹ فراہم کرتا ہے۔