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X射線衍射儀的原理講解

更新時(shí)間:2020-07-23點(diǎn)擊次數(shù):1269
  X射線衍射儀的英文名稱是X-ray Powder diffractometer簡(jiǎn)寫為XPD或XRD。有時(shí)會(huì)把它叫做x射線多晶體衍射儀,英文名稱為X-ray polycrystalline diffractometer簡(jiǎn)寫仍為XPD或XRD。
 
  X射線及其衍射X射線是一種波長(zhǎng)(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(jī)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(duì)應(yīng)的特定波長(zhǎng),稱為特征X射線。如銅靶對(duì)應(yīng)的X射線波長(zhǎng)為0.154056 nm。
 
  x射線的波長(zhǎng)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(shí),受到物體中原子的散射,每個(gè)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(qiáng)度在某些方向上加強(qiáng),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(xué)家勞厄(M.von Laue)提出的一個(gè)重要科學(xué)預(yù)見,隨即被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。1913年,英國物理學(xué)家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在勞厄發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,不僅成功的測(cè)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。
 
  對(duì)于晶體材料,當(dāng)待測(cè)晶體與入射束呈不同角度時(shí),那些滿足布拉格衍射的晶面就會(huì)被檢測(cè)出來,體現(xiàn)在XRD圖譜上就是具有不同的衍射強(qiáng)度的衍射峰。對(duì)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(zhǎng)程有序,只是在幾個(gè)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。
 
  X射線衍射儀是利用衍射原理,測(cè)定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu),織構(gòu)及應(yīng)力,的進(jìn)行物相分析,定性分析,定量分析。廣泛應(yīng)用于冶金,石油,化工,科研,航空航天,教學(xué),材料生產(chǎn)等領(lǐng)域。

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