X射線衍射法是一種利用單色X射線光束照射到一顆晶體(單晶X射線衍射法,SXRD)或眾多隨機取向的微小晶體(粉末X射線衍射法,,PXRD)來測量樣品分子三維立體結(jié)構(gòu)或特征X射線衍射圖譜的檢測分析方法,。X射線衍射方法具有不損傷樣品,、無污染,、快捷、測量精度高,、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等優(yōu)點,。因此,X射線衍射分析法作為材料結(jié)構(gòu)和成分分析的一種現(xiàn)代科學(xué)方法,已逐步在各學(xué)科研究和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。
X射線衍射儀是由X射線光源(直流高壓電源,、真空管,、陽極靶)、準(zhǔn)直系統(tǒng)(準(zhǔn)直管,、樣品架),、儀器控制系統(tǒng)(指令控制、數(shù)據(jù)控制),、冷卻系統(tǒng)組成,。
X射線衍射儀廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué),、藥物學(xué),、冶金學(xué)、高分子材料,、生命科學(xué)及材料科學(xué),。可以分析黏土礦物、合金,、陶瓷、食品,、藥物,、生物材料、建筑材料,、高分子材料,、半導(dǎo)體材料、超導(dǎo)材料,、納米材料,、超晶格材料和磁性材料的物相鑒定,材料可以是單晶體,、多晶體,、纖維、薄膜等片狀,、塊狀,、粉末狀固體。
(1)當(dāng)材料由多種結(jié)晶成分組成,,需區(qū)分各成分所占比例,,可使用XRD物相鑒定功能,分析各結(jié)晶相的比例,。
(2)很多材料的性能由結(jié)晶程度決定,,可使用XRD結(jié)晶度分析,確定材料的結(jié)晶程度,。
(3)新材料開發(fā)需要充分了解材料的晶格參數(shù),,使用XRD可快捷測試出點陣參數(shù),為新材料開發(fā)應(yīng)用提供性能驗證指標(biāo),。
(4)產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)斷裂,、變形等失效現(xiàn)象,可能涉及微觀應(yīng)力方面影響,,使用XRD可以快捷測定微觀應(yīng)力,。
(5)納米材料由于顆粒細(xì)小,極易形成團粒,采用通常的粒度分析儀往往會給出錯誤的數(shù)據(jù)。采用X射線衍射線線寬法(謝樂法)可以測定納米粒子的平均粒徑,。