XRD的工作原理

XRD的工作原理

XRD的工作原理是什么？今天鑠思百檢測小編帶大家詳細了解一下。

什么是XRD？

XRD 即X-ray diffraction 的縮寫，X射線衍射，通過對材料進行X射線衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內部原子或分子的結構或形態(tài)等信息的研究手段。X射線衍射分析法是研究物質的物相和晶體結構的主要方法。

XRD的基本原理

當一束單色X射線入射到晶體時，由于晶體是由原子規(guī)則排列成的晶胞組成，這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長有相同數(shù)量級，故由不同原子散射的X射線相互干涉，在某些特殊方向上產(chǎn)生強X射線衍射，衍射線在空間分布的方位和強度，與晶體結構密切相關。這就是X射線衍射的基本原理。

根據(jù)其原理，某晶體的衍射花樣的特征最主要的是兩個：

衍射線在空間的分布規(guī)律；衍射線束的強度。其中，衍射線的分布規(guī)律由晶胞大小，形狀和位向決定，衍射線強度則取決于原子的品種和它們在晶胞的位置。因此，不同晶體具備不同的衍射圖譜。

XRD的應用

X 射線衍射技術已經(jīng)成為最基本、最重要的一種結構測試手段，XRD在材料、化學、生物、地質、醫(yī)藥方面具有廣泛運用。它主要應用為物相分析、織構分析、應力測試等。

物相分析

物相分析是X射線衍射在金屬中用得最多的方面，分定性分析和定量分析。前者把對材料測得的點陣平面間距及衍射強度與標準物相的衍射數(shù)據(jù)相比較，確定材料中存在的物相；后者則根據(jù)衍射花樣的強度，確定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的關系和檢查材料的成分配比及隨后的處理規(guī)程是否合理等方面都得到廣泛應用。

結晶度的測定

結晶度定義為結晶部分重量與總的試樣重量之比的百分數(shù)。非晶態(tài)合金應用非常廣泛，如軟磁材料等，而結晶度直接影響材料的性能，因此結晶度的測定就顯得尤為重要。測定結晶度的方法很多，但不論哪種方法都是根據(jù)結晶相的衍射圖譜面積與非晶相圖譜面積決定。

精密測定點陣參數(shù)

精密測定點陣參數(shù)常用于相圖的固態(tài)溶解度曲線的測定。溶解度的變化往往引起點陣常數(shù)的變化；當達到溶解限后，溶質的繼續(xù)增加引起新相的析出，不再引起點陣常數(shù)的變化。這個轉折點即為溶解限。另外點陣常數(shù)的精密測定可得到單位晶胞原子數(shù)，從而確定固溶體類型；還可以計算出密度、膨脹系數(shù)等有用的物理常數(shù)。

納米材料粒徑的表征

納米材料的顆粒度與其性能密切相關。納米材料由于顆粒細小,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。

晶體取向及織構的測定

晶體取向的測定又稱為單晶定向,就是找出晶體樣品中晶體學取向與樣品外坐標系的位向關系。雖然可以用光學方法等物理方法確定單晶取向,但X衍射法不僅可以精確地單晶定向,同時還能得到晶體內部微觀結構的信息。一般用勞埃法單晶定向,其根據(jù)是底片上勞埃斑點轉換的極射赤面投影與樣品外坐標軸的極射赤面投影之間的位置關系。透射勞埃法只適用于厚度小且吸收系數(shù)小的樣品,背射勞埃法就無需特別制備樣品,樣品厚度大小等也不受限制,因而多用此方法。