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一文看懂X射線衍射儀的基本原理
X射線衍射儀,利用X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象來獲得衍射后X射線信號特征,，經(jīng)過處理得到衍射圖譜。利用譜圖信息不僅可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)顯微鏡的確定物相,，并擁有“透視眼”來看晶體內(nèi)部是否存在缺陷（位錯）和晶格缺陷等,，下面就讓咱們來簡要的了解下XRD的原理及應(yīng)用和分析方法，下面先從XRD原理學(xué)習(xí)開始,。
1,、X射線衍射儀的基本構(gòu)造
廣宇科技（深圳）有限公司
XRD衍射儀的適用性很廣，通常用于測量粉末,、單晶或多晶體等塊體材料,，并擁有檢測快速、操作簡單,、數(shù)據(jù)處理方便等優(yōu)點(diǎn),，是一個標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的“良心產(chǎn)品”。
在X射線衍射儀的世界里,，X射線發(fā)生系統(tǒng)（產(chǎn)生X射線）是“太陽”,，測角及探測系統(tǒng)（測量2θ和獲得衍射信息）是其“眼睛”，記錄和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是其“大腦”,，三者協(xié)同工作,，輸出衍射圖譜。在三者中測角儀是要點(diǎn)部件,，其制作較為復(fù)雜,，直接影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度，畢竟眼睛是心靈的窗戶嘛！
2,、X射線產(chǎn)生原理
X射線是一種頻率很高的電磁波,，其波長為10-8-10-12m遠(yuǎn)比可見光短得多，因?yàn)槠浯┩噶軓?qiáng),，并且其在磁場中的傳播方向不受影響,。小提示：X射線具有一定的輻射，對人體有一定的副作用,，目前主要鉛玻璃來進(jìn)行屏蔽,。
X射線是由高速運(yùn)動的電子流或其他高能輻射流（γ射線、中子流等）流與其他物質(zhì)發(fā)生碰撞時驟然減速,，且與該物質(zhì)中的內(nèi)層原子相互作用而產(chǎn)生的,。
不同的靶材，因?yàn)槠湓有驍?shù)不同,，外層的電子排布也不一樣,，所以產(chǎn)生的特征X射線波長不同。使用波長較長的靶材的XRD所得的衍射圖峰位沿2θ軸有規(guī)律拉伸,；使用短波長靶材的XRD譜沿2θ軸有規(guī)律地被壓縮,。但需要注意的是，不管使用何種靶材的X射線管,，從所得到的衍射譜中獲得樣品面間距d值是一致的,，與靶材無關(guān)。
輻射波長對衍射峰強(qiáng)的關(guān)系是:衍射峰強(qiáng)主要取決于晶體結(jié)構(gòu),，但是樣品的質(zhì)量吸收系數(shù)（MAC）與入射線的波長有關(guān),，因此同一樣品用不同耙獲得的圖譜上的衍射峰強(qiáng)度會有稍微的差別。特別是混合物,，各相之間的MAC都隨所選波長而變化,，波長選擇不當(dāng)很可能造成XRD定量結(jié)果不準(zhǔn)確。
因?yàn)椴煌豈AC突變擁有不同的波長,，該波長就稱為材料的吸收限,，若超過了這個范圍就會出現(xiàn)強(qiáng)的熒光散射。所以分析樣品中的元素選擇靶材時,，一般選擇原子序數(shù)比靶的元素的原子序數(shù)小1至4,。就會出現(xiàn)強(qiáng)的熒光散射。例如使用Fe靶分析主要成分元素為FeCoNi的樣品是合適的,，而不適合分析含有MnCrVTi的物質(zhì)常見的陽極靶材有：Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Mo,Ag,W,是Cu靶,。
靶材種類主要特長用途Cu適用于晶面間距0.1-1n測定幾乎全部標(biāo)定，采用單色濾波,，測試含Cu試樣時有高的熒光背底,；如采用Kβ濾波，不適用于Fe系試樣的測定。CoFe試樣的衍射線強(qiáng),，如采用Kβ濾波，背底高適宜于用單色器方法測定Fe系試樣FeFe試樣背底小適宜于用濾波片方法測定Fe系試樣Cr波長長包括Fe試樣的應(yīng)用測定,，利用PSPC-MDG的微區(qū)測定Mo波長短奧氏體相的定量分析,，金屬箔的透射方法測量（小角散射等）W連續(xù)X射線單晶的勞厄照相測定3