X射线衍射仪XRD的主要应用有哪些

1.XRD的基本介绍

利用X射线在晶体中的衍射现象来获得衍射后的X射线信号特征，经过处理得到衍射图案。X射线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。

2.XRD的基本原理

当一束单色 X射线照射到晶体上时，晶体中原子周围的电子受X 射线周期变化的电场作用而振动，从而使每个电子都变为发射球面电磁波的次生波源。所发射球面波的频率与入射的 X 射线相一致。基于晶体结构的周期性，晶体中各个原子（原子上的电子）的散射波可相互干涉而叠加，称之为相干散射或衍射。X射线在晶体中的衍射现象，实质上是大量原子散射波相互干涉的结果。每种晶体所产生的衍射花样都反映出晶体内部的原子分布规律。

根据上面讲的原理，某晶体的衍射花样的特征最主要的是两个：

1) 衍射线在空间的分布规律；

2) 衍射线束的强度。

其中，衍射线的分布规律由晶胞大小，形状和位向决定，衍射线强度则取决于原子的品种和它们在晶胞的位置。因此，不同晶体具备不同的衍射图谱。

3.x射线衍射仪XRD的组成

衍射仪由四个基本部分组成:X射线发生部分、测角仪、探测器和计算机部分。

4.X射线衍射仪XRD的主要应用

①物相定性分析

②物相定量分析

③结晶度分析

④晶粒尺寸分析

⑤晶体结构分析定性、定量分析；

⑥高温原位分析

5.X射线衍射仪XRD样品测试及分析

①样品制备

XRD分析要求样品无择优取向,在任何方向中都应有足够数量的可供测量的晶体颗粒，样品可是多晶的块、片或粉末,但以粉未最为适宜。

粉末要求:物相分析粒径约1-5um、定量分析粒径约在0.1-2um。

高温XRD样品的测试温度要低于熔点

②X射线衍射仪XRD进行定性分析时可以得到哪些有用信息？

A. 根据XRD谱图信息，可以确定样品是无定型还是晶体：无定型样品为大包峰，没有精细谱峰结构；晶体则有丰富的谱线特征。把样品中最强峰的强度和标准物质的进行对比，可以定性知道样品的结晶度。

B. 通过与标准谱图进行对比，可以知道所测样品由哪些物相组成（XRD最主要的用途之一）。基本原理：晶态物质组成元素或基团如果不相同或其结构有差异,它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度以及衍射峰形上会显现出差异（基于布拉格方程，后面会详细解析）。

C. 通过实测样品和标准谱图2θ值的差别，可以定性分析晶胞是否膨胀或者收缩的问题，因为XRD的峰位置可以确定晶胞的大小和形状。

XRD测的是不同物质的晶体结构。不同物质出峰位置不同是因为晶体结构不一样所致。所以，被测物质是晶体才会有峰。无定形态的，像低温生长的氧化铝，用XRD就可能观察不到。

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