Dieses erfolgt kaskardenartig à Kaskardenreaktion.

Diese e^- Rücksprünge bewirken eine Freisetzung der Restenergie, die wird in Form von Röntgenquanten abgegeben und charakteristische Röntgenstrahlen entstehen.

Diese sind elementcharakteristisch, d.h. jedes Element hat charakteristische Strahlung. Somit kann man von Strahlung auf Element schließen.

INTERFERENZGLEICHUNG NACH BRAGG

 

n x λ = 2 d sin Ө n ... Ordnung der Beugung

λ ... Wellenlänge des Röntgenlichtes

d ... Netzebenennormalabstand

Ө ... Beugungswinkel = Braggwinkel

Eine Beugung tritt auf, wenn die Dimension der Strahlung ca. der Dimension des Gitters entspricht.

2 einfallende Wellen, zur selben Zeit abgeschickt mit gleicher Geschwindigkeit. Aber 1 Welle wird bereits gebeugt, wenn 2. Welle erst bei Punkt A ist à sie sind also phasenverschoben unterwegs.

Wenn die Phasenverschiebung (=Phasendifferenz) ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge λ ist, so erfolgt eine Beugungsverstärkung. Das heißt 2 d sin Ө ein ganzzahliges Vielfaches also Gangunterschied = ein ganzzahliges Vielfaches von λ.

Reflexionsbeziehung: Winkel des einfallenden Strahles ist Winkel des ausfallenden Strahles.

 

 

 

Ordnung der Röntgenstrahlen

n = 0:

auch hier gilt Gleichgewichtà keine Beugung, nur Primärstrahl.

RÖNTGENDIFFRAKTOMETER

Misst die Beugungsphänomene von Röntgenstrahlen.

Ein Pulver wird als Probe verwendet.

Röntgenröhre strahlt x-rays aus und sitzt am Messkreis. Die Probe befindet sich im Zentrum. Die Röntgenröhre bestrahlt die Probe. Der Primärstrahl geht an der Probe ungehindert durch. Die Strahlung, die an der Probe gebeugt wird, wird durch einen Detektor gemessen.

Probe und Detektor befinden sich auf Fokussierungskreis. Es erfolgt eine Drehung:

-          Probe: um θ drehen θ - 2θ - Geometrie

-          Detektor: um 2 θ drehen

Somit ist der Beugungswinkel 2 θ gleich dem doppelten Glanzwinkel θ.

Immer wenn Bragg-Bedingung erfüllt ist, wird Primärstrahl an Probe zum Detektor reflektiert ( = Reflex). Mit dem Detektor wird Intensität der reflektierten Strahlung gemessen.

Reflex besteht aus d–Wert und Intensität, diese sind für jedes Mineral einmalig à Bestimmung des Minerals durch Röntgenanalytik.

• Sind Substanzen nicht kristallisiert, gibt es keinen Reflex. Dabei spielt keine Rolle, ob sie anorganisch oder organisch sind.
• Ist Substanz kristallin, gehorcht sie dem Bragg-Gesetz. Nur bekannte Kristalle können mit dieser Methode bestimmt werden.
• Weiteres Problem: Isotypie: verschieden Substanzen, aber selbes Kristallgitter!

Bsp Olivin.

Obwohl identes Beugungsmuster von Fayalith und Forsterit: d-Wert nicht ident wegen unterschiedlicher Größe der Ionen.

à somit können auch Mineralgemenge bestimmt werden.

 

Allgemein:

1.      Röntgenmethode: Strukturtyp des Minerals

Methoden zur Ausmessung:

XRF: wissen d, wollen λ, messen θ

XRD: wissen λ, wollen d, messen θ

ANGEWANDTE TECHNISCHE MINERALOGIE

 

Umfasst alle Anwendungen mineralogischer Kenntnisse und Methoden in Industrie und Technik. Die Fragestellungen reichen vom Rohstoff über industrielle Prozesse hin zu den resultierenden Produkten.

Wesentliche Gebiete der technischen Mineralogie sind:

1)      Rohstoffe: Exploration, Gewinnung und Aufbereitung

Erze, Industriemineralien, Kohle, Erden, Tone, Steine, etc.

2)      Mineralogie technischer Verfahren:

Schmelz- und Reaktionsvorgänge, Prozesskontrolle, Schlackenkunde, Recycling mineralischer rückstände

3)      Werkstoffe: Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung:

Keramische Werkstoffe, Glaskeramik, Werkstoffe im Bereich Elektrotechnik, Korrosion und Verwitterung von Werkstoffen

4)      Umweltmineralogie:

Recycling, Behandlung, Deponierung von Prozessrückständen, Staubforschung

Archäometrie

Ist die Anwendung naturwissenschaftlicher Methoden zur Lösung von kulturgeschichtlicher Fragestellungen, z. B. Untersuchung von historischen materiellen Fundobjekten wie Keramik, Glas, Erze, Gesteine, etc.