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隨著各種工業(yè)和科研項目的要求提高，需要對X射線衍射對物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分析,，那么x射線衍射儀的使用原理是什么,，它的應用領(lǐng)域呢？
什么是x射線衍射儀
X射線衍射儀(X-ray diffractometer,，XRD)是利用X射線衍射原理研究物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一種大型分析儀器。令一束X射線和樣品交互，用生成的衍射圖譜來分析物質(zhì)結(jié)構(gòu),。它是在X射線晶體學領(lǐng)域中在原子尺度范圍內(nèi)研究材料結(jié)構(gòu)的主要儀器，也可用于研究非晶體,。
x射線衍射儀的原理
X射線的波長和晶體內(nèi)部原子面之間的間距相近,，晶體可以作為X射線的空間衍射光柵,，即一束X射線照射到物體上時，受到物體中原子的散射,，每個原子都產(chǎn)生散射波,，這些波互相干涉，結(jié)果就產(chǎn)生衍射,。衍射波疊加的結(jié)果使射線的強度在某些方向上加強,，在其他方向上減弱。分析衍射結(jié)果,，便可獲得晶體結(jié)構(gòu),。以上是1912年德國物理學家勞厄提出的一個重要科學預見，隨即被實驗所證實,。1913年,，英國物理學家布拉格父子在勞厄發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，不僅成功的測定了NaCl,，KCl等晶體結(jié)構(gòu),，還提出了作為晶體衍射基礎(chǔ)的著名公式——布拉格方程：2dsinθ=nλ。
特征X射線及其衍射X射線是一種波長(0.06-20nm)很短的電磁波,，能穿透一定厚度的物質(zhì),，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相機乳膠感光,、氣體電離,。用高能電子束轟擊金屬靶產(chǎn)生X射線，它具有靶中元素相對應的特定波長,，稱為特征X射線,。如銅靶對應的X射線波長為0.154056 nm。對于晶體材料,，當待測晶體與入射束呈不同角度時,，那些滿足布拉格衍射的晶面就會被檢測出來，體現(xiàn)在XRD圖譜上就是具有不同的衍射強度的衍射峰,。對于非晶體材料,，由于其結(jié)構(gòu)不存在晶體結(jié)構(gòu)中原子排列的長程有序，只是在幾個原子范圍內(nèi)存在著短程有序,，故非晶體材料的XRD圖譜為一些漫散射饅頭峰,。
應用領(lǐng)域
X 射線衍射儀可能直接分析出巖石的礦物組成及相對含量，并形成了定性,、定量的巖性識別方法,，為錄井隨鉆巖性快速識別、建立地質(zhì)剖面提供了技術(shù)保障。
每種礦物都具有其特定的X 射線衍射圖譜,，樣品中某種礦物含量與其衍射峰和強度成正相關(guān)關(guān)系,。在混合物中，一種物質(zhì)成分的衍射圖譜與其他物質(zhì)成分的存在與否無關(guān),，這就是X 射線衍射做相定量分析的基礎(chǔ),。X 射線衍射是晶體的“指紋”，不同的物質(zhì)具有不同的X 射線衍射特征峰值(點陣類型,、晶胞大小,、晶胞中原子或分子的數(shù)目、位置等),，結(jié)構(gòu)參數(shù)不同則X 射線衍射線位置與強度也就各不相同,，所以通過比較X 射線衍射線位置與強度可區(qū)分出不同的礦物成分。X 射線衍射儀主要采集的是地層中各種礦物的相對含量,，并系統(tǒng)采集各種礦物的標準圖譜,，包括石英、鉀長石,、斜長石,、方解石、白云石,、黃鐵礦等近30 種礦物成分,，通過礦物成分的相對含量就可以確定巖石巖性，為現(xiàn)場巖性定名提供定量化的參考依據(jù),，提高特殊鉆井條件下巖性識別準確度,。
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