Příprava vzorků pro práškovou difrakci.

Z. Weiss¹ , M. Rieder²

¹ Vysokoškolský ústav chemie materiálů, VŠB-Technická univerzita Ostrava, 708 33 Ostrava-Poruba,

² Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova, Albertov 6, 128 43 Praha 2.

Příprava práškových preparátů pro rtg. difrakční analýzu je bezesporu jeden z faktorů, které mohou výrazně ovlivnit kvalitu získaných dat. Problém je obecně značně široký a začíná již u způsobu výběru reprezentativního práškového vzorku, jeho rozdružení, zjemňování a končí vlastní přípravou preparátu, který je analyzován. Důležitou roli zde v určitých aplikacích může sehrát také případná separace vzorku na frakce, či dokonce fáze, chceme-li například zvýšit možnost jejich rozlišení při kvalitativní fázové analýze. Problematika přípravy je v přednášce formálně rozdělena do následujících částí: (1) Vzorkování, rozdružení a zjemňování. (2) Separace a frakcionace. (3) Příprava vlastních preparátů pro difrakci. Komplexní hodnocení úspěšnosti celého procesu je pro svoji rozsáhlost velmi obtížné a proto jsme se při ilustraci vlivu faktorů spojených s přípravou soustředili především na body (2) a (3). V rámci bodu (2) je ukázán efektivní postup při identifikaci fází v multi-fázovém vzorku, aplikujeme-li hustotně-gradientní frakcionaci vzorku před analýzou. Tento postup dovolí identifikovat i fáze, které jsou minoritní a bez frakcionace prakticky neidentifikovatelné. V bodě (3) jsme se pokusili hodnotit výsledky rtg. difrakční analýzy na různě připravených preparátech standardního práškového korundu a u rovinných preparátů konfrontovat tyto výsledky s mikrodrsností (RMS) jejich povrchů, která byla stanovena mikroskopií atomárních sil (AFM – atomic force microscopy). Výsledky tohoto měření jsou shrnuty v následující tabulce:

Typ přípravy rovinného preparátu	Mikrodrsnost (RMS) (nm)	Maximální povrchové diference (mm)
Slinutý korund – destička	298	1,9
Zadní plnění držáku preparátu (pěchováním )	281	2,7
Přední plnění držáku preparátu (pěchováním)	252	2,3
Litý preparát	206	1,7
Litý preparát s následným upěchování povrchu	192	1,6

Kromě uvedených způsobů přípravy preparátu byly do testu ještě zahrnuty preparáty připravené vtlačením vzorku do kapiláry a nalepením vzorku na tenkou skleněnou tyčinku. Vlastní rtg. měření připravených preparátů bylo provedeno na difraktometru INEL s širokoúhlým pozičně citlivým detektorem, při stejných podmínkách. Z výsledků zpřesnění pomocí Rietveldovy techniky vyplynulo, že nejlepší výsledky byly získány analýzou skleněné tyčinky a kapiláry. Tuto skutečnost bylo možno očekávat, neboť experimentální uspořádání použitého difraktometru této technice nejlépe odpovídá. Zajímavější však už byly výsledky analýzy rovinných vzorků, neboť jednoznačně nejlépe dopadl litý preparát a nejhůře preparát, kdy byl vzorek plněn zepředu. Porovnáme-li výsledky měření AFM a RTG difrakce, lze konstatovat, že výsledky RTG difrakce korelují s měřením mikrodrsnosti povrchů preparátů (menší RMS mají lité preparáty). Destička slinutého korundu vykázala nejhorší výsledky Rietveldovy analýzy (a RMS je také největší), ale zde je obtížné činit závěry, neboť není známo v jakém vztahu je námi testovaný korund a korund z něhož byla destička připravena.