FAQ - XRD - Rendgenska difraktometrija
XRD se zasniva na difrakciji rendgenskog zračenja na periodično raspoređenim atomskim ravnima kristalnog materijala. Kada su ispunjeni uslovi Bragovog zakona, dolazi do konstruktivne interferencije zračenja. Položaji i intenziteti difrakcionih maksimuma pružaju informacije o kristalnoj strukturi i faznom sastavu.
Kristalne faze identifikuju se poređenjem eksperimentalnog difraktograma sa referentnim difrakcionim podacima. Svaka kristalna faza ima karakterističan raspored difrakcionih maksimuma, što omogućava razlikovanje različitih jedinjenja i kristalnih modifikacija, čak i kada imaju isti elementarni sastav.
Kristalni materijali imaju uređenu atomsku strukturu i stvaraju karakteristične oštre difrakcione maksimume. Amorfni materijali nemaju dugodometno periodično uređenje i uglavnom daju široke difuzione maksimume. XRD omogućava razlikovanje ovih struktura i, uz odgovarajuće metode, procenu stepena kristaliničnosti.
Praškasti uzorci se obično usitnjavaju i homogenizuju, a zatim ravnomerno postavljaju u odgovarajući držač. Važno je smanjiti preferencijalnu orijentaciju kristala, obezbediti reprezentativnost i izbeći promene kristalne strukture tokom pripreme. Postupak zavisi od prirode materijala i cilja analize.
Rietveldova metoda predstavlja postupak matematičkog prilagođavanja izračunatog difraktograma eksperimentalno izmerenim podacima. Koristi se za preciziranje kristalnih struktura, parametara kristalne rešetke i kvantitativno određivanje faznog sastava, pod uslovom da su dostupni odgovarajući strukturni modeli.
Različiti polimorfni oblici iste farmaceutske supstance imaju različite kristalne strukture i karakteristične XRD difraktograme. Njihova identifikacija važna je zato što polimorfizam može uticati na rastvorljivost, stabilnost i druge osobine proizvoda. XRD je jedna od ključnih tehnika za karakterizaciju čvrstih farmaceutskih oblika.
Da, na osnovu proširenja difrakcionih maksimuma moguće je proceniti veličinu koherentnih difraktujućih domena, odnosno kristalita. Često se koristi Scherrerova jednačina, uz korekciju instrumentalnog proširenja. Važno je razlikovati veličinu kristalita od veličine čestica, jer jedna čestica može sadržati više kristalita.
Kvantitativna XRD analiza omogućava procenu masenih udela kristalnih faza u višefaznim materijalima. Najčešće se koriste metode zasnovane na intenzitetima difrakcionih maksimuma i Rietveldovom prilagođavanju. Pouzdanost rezultata zavisi od kvaliteta podataka, pripreme uzorka i dostupnosti odgovarajućih referentnih modela.
GIXRD (Grazing Incidence X-ray Diffraction) koristi mali upadni ugao rendgenskog zračenja kako bi se povećala osetljivost analize na površinske slojeve i tanke filmove. Posebno je korisna za ispitivanje kristalne strukture premaza i tankih slojeva na podlogama čiji bi signal mogao dominirati pri standardnom merenju.
XRD omogućava određivanje zaostalih napona u kristalnim materijalima merenjem malih promena međuravanskih rastojanja u različitim pravcima. Ova analiza koristi se u metalurgiji, mašinstvu i kontroli površinskih obrada radi procene uticaja proizvodnih procesa na svojstva materijala.