Gma-saxs-01-06

  • November 2019
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  • Words: 235
  • Pages: 6
Grundlagen der Materialanalytik

Röntgen-Kleinwinkelstreuung

s oder q: Streuvektor

GMA-SAXS-01

Grundlagen der Materialanalytik

GMA-SAXS-02

Röntgen-Kleinwinkelstreuung

I(s)

=

*

P(s)

S(s)

=

*

s

s

I(s) = N P(s) S(s)

s

P(s): Formfaktor beschreibt die Form eines Partikels / einer Pore

S(s): Strukturfaktor beschreibt die gegenseitige Anordnung der Partikel / Poren

P(s) ~ Δρe S(s) ~ Δρe

N: Teilchenzahl Δρe: Differenz der Elektronendichten Material

ρe (1024 cm−3)

Luft Wasser Siliciumdioxid Zirconiumdioxid Δρe

=

Δρe

≈0 0.334 0.661 1.568

Grundlagen der Materialanalytik

GMA-SAXS-03

Röntgen-Kleinwinkelstreuung Charakteristische Streufunktionen (Formfaktoren)

___ Würfel --- Kugel (bei gleichem Gyrationsradius Rg)

Rotationsellipsoide mit v = c/a Gyrationsradien

Bakteriophage SD 1 = experimentell, 2 = Modell

Grundlagen der Materialanalytik

GMA-SAXS-04

Röntgen-Kleinwinkelstreuung Charakteristische Streufunktionen (Formfaktoren) Kieselsäurelösungen unterschiedlicher Konzentrationen in Gegenwart von Tetrapropylammoniumhydroxid

Langreichweitige Ordnung ... in Wasser

Organisch modifizierte Tonpartikel... ... in Hexadecan

Grundlagen der Materialanalytik

GMA-SAXS-05

Röntgen-Kleinwinkelstreuung Oberflächenbeschaffenheit

Porodsches Gesetz:

I(q) = I0 q−α

log I / I0 = q −α

große Teilchen mit glatter Oberfläche: α = 4 (das eigentliche Porod-Gesetz)

dünne Plättchen: α = 2

dünne Stäbchen: α = 1

Rgq >> 1: Massenfraktale: M(r) ~ rDf: α < 3

Df: fraktale Dimension des Volumens (Sekundärteilchen, das Volumen durchdringende Porosität)

R0q >> 1 Oberflächenfraktale: A(r) ~ r(2−Ds): α = 6−Ds mit 2 < Ds < 3

Ds: fraktale Dimension der Oberfläche (Primärteilchen, die durch Aneinanderlagerung eine raue Oberfläche ausbilden)

Die Koch-Kurve: ein Fraktal

Grundlagen der Materialanalytik

GMA-SAXS-06

Röntgen-Kleinwinkelstreuung SAXS-Gerät

SAXS-Gerät

Experimentelles

Mikrofocus-Röntgenquelle

Multischicht-Kollimator