xrd原理、相关公式以及应用

工作原理X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的粒子（原子、离子或分子）所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而使得散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量粒子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。相关公式满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsinθ=nλ应用现状目前 X射线衍射(包括散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。在金属中的主要应用有以下方面：物相分析 是 X射线衍射在金属中用得最多的方面，分定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较，确定材料中存在的物相；后者则根据衍射花样的强度，确定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的关系和检查材料的成分配比及随后的处理规程是否合理等方面都得到广泛应用。

X射线分析

有几种类型的分析 X 射线系统，例如 X 射线荧光 (XRF)、X 射线衍射 (XRD)、XAFS、XPS (ESCA)、SAXS 和 EPMA。X 射线荧光光谱仪 (XRF) 包括能量色散 X 射线分析 (EDX) 和波长色散 X 射线分析 (WDX)，用于将 X 射线照射在样品上以确定构成样品的元素和他们的内容。不同的元素具有不同波长的X射线，因此当用X射线照射样品时，返回具有不同波长（能量）的X射线。

在波长色散 X 射线分析中，不同波长的 X 射线会改变衍射角，因此当 X 射线照射到光谱晶体上时，它们会被波长解析。将样品反射回来的荧光X射线注入单色器晶体进行光谱分析，就像可见光被棱镜分光一样，每个波长的X射线强度由检测器测量。在能量色散 X 射线分析中，半导体检测器接收荧光 X 射线，并对信号进行处理以测量每个波长的 X 射线强度。这两种方法都使用X射线管，需要灯丝电源产生热电子和X射线加速电压电源。

产生X射线的方法有很多种，包括阳极接地和阴极接地两种；阴极接地的 X 射线通常用于 XRF，阳极接地的 X 射线用于 XRD。与无损检测 X 射线不同，分析型 X 射线不需要太多加速电压。因此，电压可以达到 60 kV，但可能需要光强度（亮度）。在这种情况下，使用了几千瓦的 X 射线管，并通过水冷来防止管子过热。内置于设备中的检测器可能还需要几百伏到几千伏的电源系统。

主要应用：

X 射线荧光光谱仪 (XRF) ，X射线衍射仪（XRD） ，能量色散 X 射线分析 (EDX) ，波长色散 X 射线分析 (WDX) ，灯丝电源 ，加速电压

威思曼拥有一系列可用于X射线管的电源。示例：XRNXRDXRAXRW

XRD可以测的是：

1、结晶度的测定

结晶度定义为结晶部分重量与总的试样重量之比的百分数。非晶态合金应用非常广泛，如软磁材料等，而结晶度直接影响材料的性能，因此结晶度的测定就显得尤为重要了。测定结晶度的方法很多，但不论哪种方法都是根据结晶相的衍射图谱面积与非晶相图谱面积决定。

2、精密测定点阵参数

精密测定点阵参数 常用于相图的固态溶解度曲线的测定。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化；当达到溶解限后，溶质的继续增加引起新相的析出，不再引起点阵常数的变化。

这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可得到单位晶胞原子数，从而确定固溶体类型；还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。

扩展资料：

自1912年劳厄等发现硫酸铜晶体的衍射现象的100年间，X射线XRD这一重要探测手段在人们认识自然、探索自然方面，特别在凝聚态物理、材料科学、生命医学、化学化工、地学、矿物学、环境科学、考古学、历史学等众多领域发挥了积极作用。

新的领域不断开拓、新的方法层出不穷，特别是同步辐射光源和自由电子激光的兴起，X射线衍射研究方法仍在不断拓展。如超快X射线衍射、软X射线显微术、X射线吸收结构、共振非d性X射线衍射、同步辐射X射线层析显微技术等。

参考资料来源：百度百科—xrd

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