Rieder, Křístková, Martynková
1. Krystal, krystalová struktura, krystalová mřížka.
Základní pojmy z krystalografie pevných látek, definice ideálního, nová definice reálného krystalu, definice krystalové mřížky, směry, roviny, indexy, základní vektory, mřížkové parametry, mezirovinné vzdálenosti.
Laboratorní cvičení: Zobrazování trojrozměrných krystalových struktur programem MOLDRAW. Porovnání meziatomárních vzdáleností u vybraných látek.
2. Symetrie uspořádaných struktur.
Operace symetrie, prvky symetrie, maticové reprezentace, skládání operací, základy rovinných a prostorových grupy symetrie.
Laboratorní cvičení: Určování operací symetrie, prvků symetrie a rovinných grup symetrie na dvojrozměrně periodických obrazech struktur.
3. Atomová struktura krystalů.
Iontové a atomové poloměry, koordinační polyedry, Paulingova pravidla, typy vazeb v krystalech, délky vazeb a úhly mezi vazbami.
Laboratorní cvičení: Výpočet krystalochemického vzorce z chemické analýzy.
4. Rentgenové záření a teorie difrakce.
Zdroj rtg. záření, detektory difraktovaného záření, detekční systémy, interakce rtg. záření s hmotou, difrakce na mřížce, Braggova rovnice.
Laboratorní cvičení: Měření na práškovém difraktometru INEL. Příprava vzorku, seznámení se systémem, pořízení difraktogramu, základní vyhodnocení.
5. Rentgenografické difrakční metody.
Reciproká mřížka – základní vztahy, monokrystalové a práškové metody, vyhodnocování difrakčních záznamů, základní geometrie práškových difraktometrů.
Laboratorní cvičení: Vyhodnocování difrakčních záznamů několika základních látek a směsí fází, porovnávání experimentálních záznamů s vybranými záznamy standardních látek z databáze PDF ICDD.
6. Výpočet práškových rtg. difrakčních záznamů počítačem.
Strukturní faktor, atomový faktor, intenzita difrakcí, profily difrakcí, korekce na experi-mentální chyby.
Laboratorní cvičení: Výpočet rtg. difrakčních záznamů několika látek s využitím programu DIFK.
7. Kvalitativní fázová analýza – identifikace látek rtg. difrakcí.
Metody kvalitativní analýzy, porovnávání difraktogramů pomocí numerických postupů, databáze difrakčních dat.
Laboratorní cvičení: Kvalitativní fázová difrakční analýza pomocí vyhledávacího počítačového systému a databáze vypočítaných difraktogramů.
8. Kvantitativní fázová analýza.
Experimentální metody kvantitativní fázové analýzy, zvláště metoda konstantního přídavku, vnitřního standardu.
Laboratorní cvičení: Kvantitativní fázová difrakční analýza metodou vnitřního standardu, příprava vzorků, měření, vyhodnocení.
9. Počítačově orientovaná kvantitativní fázová analýza.
Přímé metody kvantitativní fázové analýzy, metody založené na intenzitních faktorech, příslušné numerické postupy, počítačové programy.
Laboratorní cvičení: Přímá kvantitativní fázová analýza s využitím programu XQPA.
10. Indexace a určování mřížkových parametrů.
Indexační procedury, grafické, numerické pro kubické látky, a počítačově orientované na bázi redukce buněk, výpočty a zpřesnění mřížkových parametrů jednoduchými numerickými postupy i počítačovým programem.
Laboratorní cvičení: Indexace a výpočet mřížkových parametrů kubické a tetragonální látky.
11. Vliv neuspořádanosti struktury a velikosti krystalitů na difrakční obraz pevných látek. Uspořádané a neuspořádané struktury, určování průměrné velikosti krystalitů, rozbor faktorů, které ovlivňují tvar difrakčních profilů.
Laboratorní cvičení: Určování průměrné lineární velikosti krystalitů u dvou pevných látek s různou krystalinitou.
12. Využití rtg. difrakce v silikátovém a hliníkářském průmyslu.
Stručný přehled o vybraných silikátových materiálech, jejich strukturách a identifikaci rtg. difrakčními metodami. Monitorování výroby cementu, silkátové keramiky a hliníku rtg. difrakcí.
Laboratorní cvičení: Identifikace hlavních fází při výrobě cementu a keramiky, fázové složení suroviny pro výrobu hliníku.
13. Využití rtg. difrakce pro identifikaci kovů a slitin.
Určování fází pomocí rtg. difrakce v ocelích a slitinách železa, ve slitinách mědi ve slitinách titanu a zirkonia, využití rtg. difrakce při studiu koroze
Laboratorní cvičení: Identifikace fází a a γ v ocelích, fází a a β ve slitinách mědi pomocí rtg. difrakce.
14. Využití rtg. difrakce při identifikaci a hodnocení uhlíkatých materiálů.
Stručný přehled o hlavních uhlíkatých materiálech a jejich struktuře (grafit, diamant, fulleren). Využití rtg. difrakce při identifikaci těchto materiálů obecně, dále pak při identifikaci polytypů grafitu, krystalinity a neuspořádanosti struktury uhlíkatých materiálů.
Laboratorní cvičení: Monitorování změn v krystalinitě a uspořádanosti struktury grafitizovatelného materiálu při jeho teplotním namáhání pomocí rtg. difrakce.
Doporučená studijní literatura:
I. Kraus: Struktura a vlastnosti krystalů. Academia, Praha, 1993.
I. Kraus: Úvod do strukturní rentgenografie, Academia, Praha, 1985.
V. Valvoda, M. Polcarová, P.Lukáč: Základy strukturní analýzy, Karolinum, UK Praha, 1992.