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2024-03-07 22:10:25

XRD的基本原理与应用 - 知乎

XRD的基本原理与应用 - 知乎切换模式写文章登录/注册XRD的基本原理与应用测试狗科研服务已认证账号1 引言XRD（X-ray Diffraction）中文全称是X射线衍射，是一种快速、准确、高效的材料无损检测技术。作为一种表征晶体结构及其变化规律的手段，其应用遍及材料、化学、生物、医药、陶瓷、冶金、矿产等诸多领域。但大多数新同学对于XRD的测试原理一知半解，对其应用停留在简单的物相鉴别阶段，对其不同样品的测试要求和注意事项也不甚清楚。在此，我们用最简洁易懂的语言对XRD从原理到应用进行了详细的总结，希望能给大家一些帮助。2 XRD的测试原理2.1 X射线是什么？1895年，德国物理学家W.K.伦琴首次发现了X射线的存在，故X射线又称伦琴射线。X射线的本质是一种波长极短（约为10-8 ~10-12 m），能量很大的电磁波，它具有波粒二象性。[1] 现代科学研究中，对于波长<0.1 nm的X射线称为硬X射线，主要用于材料探伤；对于波长介于0.25~0.05 nm的称为软X射线，一般用于晶体结构分析。图1 第一张X射线照片2.2 X射线在晶体中的衍射行为由于X射线具有极大的能量，当其到晶体中时，晶体中的原子会在X射线的作用下被迫做周期性的运动，从而会以原子球为单位对外发射次生波，该波的频率与入射X射线一致，这个过程就成为X射线的散射（图2）。考虑到晶体中的原子在空间上呈周期性的规律排布，这些散射球面波之间存在着固定的位相关系，会在空间产生干涉，结果导致在某些散射方向的球面波相互加强，而在某些方向上相互抵消，从而也就出现衍射现象。[2] 因此，晶体中的X射线衍射实质上就是大量原子散射波在空间上相互干涉的结果。图2 X射线和晶体中原子的相互作用2.3 X射线衍射与材料结构的关联对于非晶体材料，由于其结构不存在晶体结构中原子排列的长程有序，只是在几个原子范围内存在着短程有序，故非晶体材料的XRD图谱为一些漫散射馒头峰。然而，对于晶体材料，其原子排布在三维空间上长程有序，其XRD衍射图谱只在特定的位置上出现加强峰（X射线衍射加强结果）。晶体产生的衍射花样都反映出晶体内部的原子分布规律。概括地讲，一个衍射花样的特征，可以认为由两个方面的内容组成: a) 衍射线在空间的分布规律—由晶胞的大小、形状和位向决定; b) 衍射线束的强度—取决于原子的种类和它们在晶胞中的位置。[1-3] 这些衍射花纹就像晶体的指纹一样，通过鉴别衍射花纹的在空间上出现的位置和强度，即可在X射线衍射和晶体结构之间建立定性和定量关系。（1）布拉格方程是衍射分析中最重要的基础公式，是XRD理论的基石。它简单明确地阐明衍射的基本内涵，揭示了衍射与晶体结构的内在关系。如图3所示，当X射线照射到晶体中时，X射线在照射到相邻两晶面的光程差是2dsinθ。如果光程差等于X射线波长的n倍时，X射线的衍射强度将相互加强，反之在其他地方衍射强度不变或减弱。nλ=2dsinθ, (n=1, 2, 3…..)其中，λ, d, θ分别代表了X射线的波长，晶体晶面间距，入射X射线与相应晶面的夹角。图3 X射线在晶体中多个原子面的反射情况显然，通过布拉格方程，可以用已知波长的X射线去求解晶体晶面间距d，从而获得晶体结构信息，这就是结构分析；也可以用已知晶面间距的晶体来测量未知X射线的波长，这就是X射线光谱学。（2）谢乐公式（Scherrer公式）则是XRD测晶粒度的理论基础。它主要描述了晶粒尺寸与衍射峰半峰宽之间的关系。晶粒越小，XRD衍射线的峰就越弥散宽化；反之则越集中。D=Kλ/Bcosθ其中D, K, λ, B, θ分别为晶粒垂直于晶面方向的平均厚度、Scherrer常数、X射线波长、实测样品衍射峰半高宽度（弧度）以及衍射角。Scherrer常数K的值一般由B来决定，当B为衍射峰半高宽，K=0.89；当K为衍射峰面积积分半高宽时，K=1。由于材料中的晶粒大小并不完全一样，故该方法计算的是不同大小晶粒的平均尺寸。3 XRD衍射仪3.1 仪器介绍布拉格实验装置（图4）是现代X射线衍射仪（图5）的原型。如图4所示，XRD衍射仪的核心部件是X光源发生器和X射线检测器。当入射X射线照射到样品表面后，在满足衍射定律的方向上设置X光检测器，同时记录强度和衍射角θ（即入射线和反射面的夹角）。为了保证X光检测装置始终处于反射线的位置，X光检测装置和样品台必须始终保持以2：1的角速度同步转动。由此可见，发生X衍射的晶面始终是与试样表面平行的晶面。需要说明的是，由于X发生器产生的光源是含有大量波长不一的X光（Kα, Kβ, 连续谱），如果这些波都参与衍射，得到的衍射峰将会杂乱无章。此外，在单一的X射线照射样品表面时也有可能激发出样品的特征射线，影响测试结果。因此，现代的X射线衍射仪为了保证测量的精度，往往还会在样品和X射线检测器之间加装单色器或滤波器，以获得优质的衍射图样。图4 布拉格实验装置简图图5 XRD粉末衍射仪3.2 仪器使用注意事项相对于仪器的使用和样品的制备，大部分同学可能更关注XRD测试时测量方式和实验参数的选择。首先是X射线的选择，X射线发生器的靶材对X射线的波长影响最大，常用的靶材有Cu、Co、Fe、Cr、Mo、W (表1)。由于某些靶材产生的X射线能使部分样品产生强的荧光吸收，因此选择合适的靶材是获得优质数据的第一步。最常用的Cu靶几乎适用于除含Cu和Fe的所有试样，稳定性高兼容性好；Co、Fe靶则分别适宜用单色器（Co）/滤波器（Fe）来测试Fe系样品；Cr靶也具有优秀的兼容性，能测试大部分试样，包括含铁样；Mo靶由于波长短适合奥氏体的定量分析；W靶具有连续X射线强的特点，常用于单晶的劳厄照相。其次是测量参数的选择，包括了测定方式、扫描速率、扫描范围。测定方式分为连续扫描和步进扫描两种，前者适合于定性分析和微量检测，后者则适用于计算晶胞参数、结晶度、分析微应变、以及Rietveld精修。[1-3] 扫描速率的一般范围微0.001°-8°/min，同样地，根据测试需求选择不同的扫速，1°-8°/min适合定性和一般定量，0.001°-1°/min则适合定量计算。XRD测试的范围一般在2°-150°之间，定性分析一般取2°-90°，微量检测、定量分析以及点阵参数计算要保证待测样主衍射区完整，结晶度以及Rietveld精修一般在2°-150°之间测量。[2-4]表1 常见靶材的种类和用途[1]4 XRD的典型应用XRD的典型应用可以分为定性和定量两部分，常用的XRD分析有以下五大类（图6）：（1）物相定性；（2）确定晶胞参数；（3）晶体取向度分析；（4）晶粒尺寸计算；（5）物相定量计算。下面我们结合实际案例对这些应用逐一进行详解。图6 XRD的典型应用4.1 物相定性分析物相分析是XRD测试中最常见的应用，每一相的衍射图形是唯一的，就像每个人的指纹一样，只要我们将测得的XRD图谱和数据库中的标准卡片进行对比，即可确定其结构。根据XRD谱图与标准谱的对比，我们可以得出以下信息：i) 样品是无定形还是晶体, 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；ii) 所测样品的物相组成，纯相还是非纯相；iii) 判断晶胞是否膨胀或者收缩。如图7所示，待测样XRD峰形尖锐突出，与辉沸矿ZnSe标准卡高度重合，无明显的杂质峰存在，因此可判定待测样为为高纯的ZnSe。图8给出了同类物质不同结晶态的衍射图谱。不难在图8a中只有1个强峰和1个弱峰，这说明该材料内晶粒存在明显的取向，因此判断样品可能是单晶；而在图8b中，样品在所有的标准位置都检测到明显的衍射峰，说明该材料内晶粒存取向是各向异性的，因此判断样品可能是多晶。图9给出了Se掺杂的硫化锌样品在不同掺杂量下的XRD图谱，可以看出随着Se掺杂量的增加，样品的衍射峰出现的位置逐渐向左偏移。结合布拉格衍射方程，可知衍射角变小，说明晶面间距变大。图7 ZnSe的XRD图谱图8 同一物质单晶和多晶的XRD图谱图9 FeS在不同Se掺杂量下的XRD图谱4.2 定量计算除了定性分析，XRD也能定量计算。常见的定量计算应用有：a) 利用谢乐公式计算样品的平均晶粒尺寸；b) 样品的相对结晶度；c) 利用Rietveld全谱精修测定点阵常数、分析应力应变、获得键长键角信息等；d) 利用K值法或Rietveld全谱精修定量确定不同物相在晶体中的含量。在陶瓷材料和结构材料中，晶粒尺寸对其性能影响较大。晶粒尺寸的计算依据是谢乐公式：当X射线入射到小晶体时，其衍射线条将变得弥散而宽化，晶体的晶粒越小，X射线衍射谱带的宽化程度就越大。因此我们可以通过测定确定样品衍射峰的半高宽来计算晶粒大小。在Jade软件中已经集成了这一功能，使用非常方便。按照图10所示的操作步骤，我们得除了该样品的平均晶粒尺寸为185nm。该方法主要适用于晶粒范围为3~200 nm之间的样品。图10 Jade计算晶体晶粒大小材料的结晶度对材料性能的影响尤为显著。测定结晶度的方法很多，但不论哪种方法都是根据结晶相的衍射图谱面积与非晶相图谱面积决定，即结晶度=（衍射峰强度/总强度）×100%。图11给出了晶体衍射峰和非晶散射峰的分离（通过Jade拟合分峰）和拟合的结果，通过计算得到样品的绝对结晶度为63%。关于这部分的内容，由于涉及到较多的软件操作步骤，因篇幅有限不展开赘述。有兴趣的同学推荐黄继武老师的《多晶材料X射线衍射：实验原理、方法与应用》一书，里面有非常详细的报道。图11 晶体衍射峰和非晶散射峰的分离及拟合报告[1]尽管不通过精修就能获得样品的结构参数，但是获得的结果往往是偏离实际的。因此为了提高结构参数的精度，采用Rietveld全谱拟合的方法对晶体结构的修正，从而得到材料的准确结构信息是很有必要的。图12给出了Na掺杂前后样品的XRD精修结构，并计算得出了相应的拟合数据（表2）。结果表面：Na掺杂替代了LiFePO4中的Li位。掺杂后材料晶胞参数a、c变大，b变小，晶胞体积V变大。图12 Na掺杂前后样品的XRD精修结果[5]表2 精修后样品的晶胞参数[5]精修还可以用于测定混合相中的物相含量。图13给出了ZnO/Al2O3混合相的XRD图谱，然后基于ZnO晶体的空间群P63mc和α-Al2O3晶体的空间群R-3c作为初始结构对XRD数据进行了结构精修，通过计算得出其中刚玉Al2O3的含量为4.99%。除了上述常见的应用外，利用精修还可以计算残余应力，分析微观应变，研究材料在不同状态下相结构的转变，计算温度因子，获得德拜温度，测定晶粒尺寸，得到原子坐标和占位度因子等等。图13 ZnO/Al2O3混合相的XRD精修结果[6]5 推荐参考书籍及分析软件XRD的测试及分析贯穿整个材料领域的研究，其在认识材料结构，解释材料性能，指导科学研究和实际生产等方面具有非常重要的作用。掌握并能有效利用XRD技术是每一个材料人必备的傍身技能。在此，推荐几本XRD分析的相关书籍供大家参考，希望各位有所收获。参考书籍：李树棠等主编《晶体X衍射学基础》；黄继武等主编《多晶材料X射线衍射：实验原理、方法与应用》等。参考文献[1] 黄继武, 李周. 多晶材料X射线衍射:实验原理、方法与应用[M]. 冶金工业出版社, 2012.[2] Jeffrey E. Post, David R. Veblen, Crystal structure determinations of synthetic sodium, magnesium, and potassium birnessite using TEM and the Rietveld method, American Mineralogist, 75 (1990) 477-489.[3] 晋勇，孙小松，薛屺. X射线衍射分析技术[M]. 背景：国防工业出版社，2010.[4] 株式会社理学. X射线衍射手册. 浙江大学, 编译. 杭州：浙江大学测试中心，1987[5] Wang B, Wang Y, Wu H, et al. Ultrafast and Durable Lithium Storage Enabled by Porous Bowl-Like LiFePO4/C Composite with Na+ Doping[J]. ChemElectroChem, 2017, 4(5).[6] 孙峰, Rietveld方法精修及定量分析研究, 中国海洋大学研究生学位论文, 2009.了解科研前沿，获取科研干货，公众号查询“科学10分钟”/“测试GO”，测试认准测试狗~发布于 2022-08-19 11:52原理X射线衍射赞同 1682 条评论分享喜欢收藏申请

XRD基本理论及工作原理 - 知乎

XRD基本理论及工作原理 - 知乎切换模式写文章登录/注册XRD基本理论及工作原理明椋less is moreX射线衍射自从1912年劳埃等人根据理论预见，并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象，证明了X射线具有电磁波的性质，成为X射线衍射学的第一个里程碑。1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见：晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束X射线通过晶体时将发生衍射，衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。从而开启了X射线衍射学的林荫大道。X射线本质上是一种与可见光相同的电磁波，波长为0.01-100Å，介于紫外线和γ射线之间，又称为琴伦射线。具有很强的穿透性，可使被照射物质产生电离，同时具有荧光作用，热作用以及干涉，反射和折射等作用。科学家们利用X射线的这些原理，研制出了各种各样的检测设备，应用于医疗和工业领域的各个行业，在材料科学和失效分析领域的应用尤其广泛。X射线的产生通常X射线的产生原理有以下两种：1) 在真空中，高速运动的电子碰撞阳极靶时，也就是说电子在打进金属的过程中急剧减速，按照电磁学，有加速的带电粒子会辐射电磁波，如果电子能量上万电子伏，就可以产生x射线。2) 原子的内层电子跃迁，电子从高能级往低能级跃迁时候会辐射光子，如果能级的能量差比较大，就可以发出x射线波段的光子。什么是XRD？XRD 即X-ray diffraction 的缩写，X射线衍射，通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。XRD的基本原理X射线与物质作用时，就其能量转换而言，一般分为三部分，其中一部分被散射，一部分被吸收，一部分通过物质继续沿原来方向传播。散射的X射线与入射X射线波长相同时对晶体将产生衍射现象，即晶面间距产生的光程差等于波长的整数倍时。将每种晶体物质特有的衍射花样与标准衍射花样对比，利用三强峰原则，即可鉴定出样品中存在的物相。X-射线的产生是由在X-射线管（真空度10-4Pa）中有30-60KV的加速电子流，冲击金属（如纯Cu或Mo）靶面产生。常用的射线是MoKα射线，包括Kα1和Kα2两种射线（强度2:1），波长为71.073pm。衍射，假如对于一维晶体而言。一维晶体引起的散射光程差示意图其中：光程差:Δ = acosθa0 +acosθa一束相邻光程差Δ为λ/2的散射光叠加示意图一束相邻光程差Δ为λ/8的散射光叠加示意图即：acosθa0 + acosθa = hλ 这就是一维结构的衍射原理。据此可推导出适用于真实的晶体三维Laue方程： acosθa0 + acosθa = hλ bcosθb0 + bcosθb =kλ ccosθc0 + ccosθc = lλ Laue方程是产生衍射的严格条件，满足就会产生衍射，形成衍射点（reflectin )， Laue方程中，λ 的系数hkl 称做衍射指标，它们必须为整数，与晶面指标（hkl）的区别是，可以不互质。衍射点是分立、不连续的，只在某些方向出现。整个平面点阵族对X-射线的散射射到两个相邻平面（如图1 和2）的X-射线的光程差： Δ = MB + NB 而 MB = NB = dsinθ 根据衍射条件得–Bragg方程： hklsinθ = nλ 对于每一套指标为hkl、间隔为d的晶格平面，其衍射角和衍射级数n直接对应，不同n值对应的衍射点可以看成晶面距离不同的晶面的衍射，例如，hkl晶面在n=2时的衍射和2h2k2l晶面在n=1时的衍射点等同。这样Bragg方程可以简化重排成下式，这样每个衍射点可以唯一地用一个hkl来标记：当dmin = λ/2sinθmax时，得到最大的分辨率。MoKα射线，最大分辨率是36pm，当max等于20、22、25、30度时的分辨率分别为：104、95、84、71pm。布拉格方程所反映的是衍射线方向与晶体结构之间的关系。对于某一特定晶体而言，只有满足布拉格方程的入射线角度才能够产生干涉增强，才会表现出衍射条纹。这是XRD谱图的根本意义。发生衍射必须满足布拉格公式：2dsinθ=nλ (d：晶面间距；θ：布拉格角度；λ：X射线的波长；n：反射级数)。X射线照射到样品时，晶体中各原子的散射X射线发生干涉，会在特定的方向产生强的X射线衍射线。当X射线从不同的角度照射样品时，会在不同的晶面发生衍射，探测器将接受从该晶面反射出来的衍射光子数，从而得到角度和强度关系的谱图。横坐标：2-theta 指2θ衍射角，即入射X射线的延长线与反射X射线的夹角。纵坐标：Intensity（强度），代表的是收集到的光子数。备注：对于不同晶系，晶面间距d与晶胞参数（a, b, c, α, β, γ）之间存在确定的对应关系，通过XRD谱图知道θ和hkl之后，可以通过布拉格方程等推算出晶胞参数Scherrer公式基本原理：当X 射线入射到小晶体时，其衍射线条将变得弥散而宽化，晶体的晶粒越小， X射线衍射谱带的宽化程度就越大。Sherrer公式描述的就是晶粒尺寸与衍射峰半峰宽之间的关系。多晶X射线衍射仪的基本构造是什么？多晶X射线衍射仪，也称粉末衍射仪，通常用于测量粉末、多晶体金属或者高聚物块体材料等。主要由四个部分构成：1) X 射线发生器(产生X射线的装置);2) 测角仪(测量角度2θ的装置); 3) X射线探测器(测量X射线强度的计数装置); 4) X射线系统控制装置(数据采集系统和各种电气系统、保护系统等).备注：测角仪（包括狭缝系统）、探测器等都是X射线衍射仪中非常关键的组成部分，不过原理较为枯燥，而实际处理数据时基本不会用到。这里暂时省略，如果大家确实对XRD原理有兴趣可以留言，我们可以在下一期补上。X射线发生器是什么？X射线发生器由X射线管、高压发生器、管压和管流稳定电路以及保护电路等组成。这里着重介绍X射线管。X射线管的实质是个真空二极管，其阴极是钨丝，阳极为金属片。在阴极两端加上电流之后，钨丝发热，产生热辐射电子。这些电子在高压电场作用下被加速，轰击阳极（又称靶），产生X射线（此过程产生大量热量，为了保护靶材，必须确保循环水系统工作正常）。常见的阳极靶材有：Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, W,最常用的是Cu靶。常用靶材的标识X射线的波长和工作电压如下表所示：X射线衍射中，Kα，Kβ具体代表什么？X射线管发生出来的不是纯净的单色光，包含多种波长的射线，最主要的是K系射线。K系射线是指阴极电子碰撞阳极，使阳极电子产生K 激发，击走K 层电子后，L层或M 层电子填充K 层电子而产生的X 射线。K 系射线又可以细分为 Kα（L 层电子填充）和 Kβ（M 层电子填充）两种波长略有差异的两种射线。而 X 射线衍射仪要求使用单色 X 射线。因此，需要在 XRD 测试时把后者除掉，传统的方法是在光路上加入一个滤波片（如 Ni）。现在一般使用铜靶，在光路上增加一个石墨晶体单色器来去除 Kβ射线。单色器可以去除衍射背底，也可以去除 Kβ射线的干扰。Cu的特征谱线波长为：Kα1(1.54056 Å)，Kα2 (1.54439 Å)，Kβ1 (1.39222 Å)。对于铜靶，Kα波长取Kα1与Kα2的加权平均值，其值为1.54184 Å(布拉格方程和谢乐公式中的λ)。（综合整理自研之成理、材料人等）编辑于 2020-08-13 12:00X射线衍射X射线分析X射线赞同 36010 条评论分享喜欢收藏申请

【科研知识】一文了解 X 射线衍射（XRD）知识重点 - 知乎

【科研知识】一文了解 X 射线衍射（XRD）知识重点 - 知乎切换模式写文章登录/注册【科研知识】一文了解 X 射线衍射（XRD）知识重点科研绝技西北师范大学化学工程硕士来源：材料基材料分析方法对于建立材料组织结构和性能之间的联系具有重要作用。作为材料专业的应届毕业生，在平时的课程中已学过各种分析方法的基本原理，在实验和毕业设计中使用过主要的材料测试设备，掌握相关的材料分析测试方法是材料专业毕业生的必备能力。因此，材料分析测试方法成为研究生复试的重要内容，面试导师会根据你的相关课程、毕设内容等方面进行提问。本系列提供材料分析方法的简要内容，各位考生可以根据自己的课程和毕业设计掌握对应的分析方法基本原理和主要功用。01X 射线衍射(XRD)是什么？X射线衍射（X-Ray Diffraction， XRD）是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。当某物质（晶体或非晶体）进行衍射分析时，该物质被X射线照射产生不同程度的衍射现象，物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等物质特性决定该物质产生特有的衍射图谱。XRD技术具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。因此，XRD作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法，已在各学科的研究和生产中广泛应用。02X 射线衍射(XRD)基本原理当一束单色 X 射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射 X 射线波长有相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关。根据其原理，某晶体的衍射花样主要有两个特征：衍射线在空间的分布规律和衍射线束的强度。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。布拉格定律：两个波的波程差为2dsinθ，当波程差为波长的整数倍时，即 2dsinθ=nλ（n=0，1，2，3…），（θ为入射角、d为晶面间距、n为衍射级数、λ为入射线波长，2θ为衍射角）时，散射波位相相同，相互加强。凡是满足布拉格定律的散射波位相都完全相同，其振幅互相加强，从而在与入射线成 2θ 角的方向上就会出现衍射线。而在其它方向上的散射线的振幅互相抵消，X射线的强度减弱或者等于零。布拉格方程简明扼要地给出了X射线的衍射方向。即当入射X射线与晶体中的某个晶面（hkl）之间的夹角满足布拉格方程时，在其反射线的方向上就会产生衍射线，反之不可。系统消光规律：03X 射线衍射(XRD)设备X 射线衍射仪包括 X 射线发生系统（产生X射线）、测角及探测系统（测量2θ和获得衍射信息）、记录和数据处理系统，三者协同工作输出衍射图谱。其中测角仪是核心部件，其制作较为复杂，直接影响实验数据的精度。04X 射线衍射(XRD)应用场景物相分析物相分析是X射线衍射在金属中用得最多的方面，分为定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较，确定材料中存在的物相；后者则根据衍射花样的强度，确定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的关系和检查材料的成分配比及随后的处理规程是否合理等方面都得到广泛应用。结晶度的测定结晶度定义为结晶部分重量与总的试样重量之比的百分数。非晶态合金应用非常广泛，如软磁材料等，而结晶度直接影响材料的性能，因此结晶度的测定就显得尤为重要。根据结晶相的衍射图谱面积与非晶相图谱面积测定结晶度。精密测定点阵参数精密测定点阵参数常用于相图的固态溶解度曲线的测定。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化；当达到溶解限后，溶质的继续增加引起新相的析出，不再引起点阵常数的变化。这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可得到单位晶胞原子数，从而确定固溶体类型；还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。纳米材料粒径的表征纳米材料的颗粒度与其性能密切相关。纳米材料由于颗粒细小，极易形成团粒，采用通常的粒度分析仪往往会给出错误的数据。采用X射线衍射线线宽法（谢乐法）可以测定纳米粒子的平均粒径。晶体取向及织构的测定晶体取向的测定又称为单晶定向，就是找出晶体样品中晶体学取向与样品外坐标系的位向关系。虽然可以用光学方法等物理方法确定单晶取向，但X衍射法不仅可以精确地单晶定向，同时还能得到晶体内部微观结构的信息。一般用劳埃法单晶定向，其根据是底片上劳埃斑点转换的极射赤面投影与样品外坐标轴的极射赤面投影之间的位置关系。透射劳埃法只适用于厚度小且吸收系数小的样品，背射劳埃法就无需特别制备样品，样品厚度大小等也不受限制，因而多用此方法。应力测试宏观应力是指构件中存在相当大的范围内均匀分布着的内应力。宏观应力对材料的使用有很大关系：负面影响（如海水应力腐蚀等）；正面影响（如压应力可提高疲劳寿命等）只要应力存在就会有应变，就会导致晶面间距的变化；X 光可很好地测量面间距地变化，因此可以利用其测应力。05X 射线衍射(XRD)分析实例（1）图谱对比法：比较待测样品和已知物相的谱图，该方法可直观简单的对物相进行鉴定，但相互比较的谱图应在相同的实验条件下获取，该法比较适合于常见相及可推测相的分析。（2）数据对比法：将实测数据(2θ、d、I/I1)与标准衍射数据比较，可对物相进行鉴定。（3）计算机自动检索鉴定法：建立标准物相衍射数据的数据库(PDF卡片)，将样品的实测数据输入计算机，由计算机按相应的程序进行检索，主要的分析软件有JADE、Search Match等。分析实例：下图为ZnO纳米片负载不同含量的金纳米粒子的XRD图谱。相比于纯ZnO，随着负载量的依次增加，杂化材料出现了明显的Au(JCPDS No. 04-0784)的特征衍射峰，因此认为Au成功负载于ZnO表面。文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092540051500631006X 射线衍射(XRD)样品要求及制备方法XRD可以测量块状和粉末状样品，对于不同的样品尺寸和样品性质有不同的要求。（1）块状样品的要求及制备方法对于非断口的金属块状试样，尽可能平整、光滑、清洁，以去除其表面的氧化膜、消除表面应变层。XRD扫过一个区域得到衍射峰，对试样需要一定的尺寸，一般试样面积应大于10mm×10mm。对于薄膜试样，其厚度应大于20nm，并在做测试前检验确定基片的取向，如果表面十分不平整，根据实际情况可以用导电胶或者橡皮泥对样本进行固定，并使样品表面尽可能的平整。对于片状、圆柱状的试样会存在严重的择优取向，造成衍射强度异常，此时在测试时应合理地选择响应方向平面。对于断口、裂纹的表面衍射分子，要求端口尽可能的平整并提供断口所含元素。（2）粉末样品的要求及制备方法对粉末样品进行X射线粉末衍射仪分析时，适宜的晶粒大小应在320目粒度（约40um）的数量级内，这样可以避免衍射线的宽化，得到良好的衍射线。往期精彩推荐：# 温馨提示 #由于公众号改版，为防错过更多资源，给我们加个星标吧说明：来源：材料基，如需转载，请在开头注明来源。仅供学习交流分享使用，版权归原作者所有，文章只代表作者本人观点，不代表公众号立场。如有侵权，请联系我们（Hiliboy）删除，感谢支持！也欢迎有兴趣的朋友分享、投稿、申请转载、互开长白。了解更多信息↓↓↓欢迎点赞和再看发布于 2023-05-05 16:41・IP 属地北京科研赞同 19添加评论分享喜欢收藏申请

X射线衍射_百度百科

射_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心X射线衍射播报讨论上传视频物理学术语收藏查看我的收藏0有用+10本词条由《中国科技信息》杂志社参与编辑并审核，经科普中国·科学百科认证。1912年，劳厄等人根据理论预见，证实了晶体材料中相距几十到几百皮米（pm）的原子是周期性排列的；这个周期排列的原子结构可以成为X射线衍射的“衍射光栅”；X射线具有波动特性，是波长为几十到几百皮米的电磁波，并具有衍射的能力。 [1]这一实验成为X射线衍射学的第一个里程碑。当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有X射线衍射分析相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关，每种晶体所产生的衍射花样都反映出该晶体内部的原子分配规律。这就是X射线衍射的基本原理。中文名X射线衍射外文名X-ray diffraction所属学科物理学发现者劳厄发现时间1912年射线名称特征X射线应用领域物相分析、应力测定目录1简介2原理▪布拉格方程▪运动学衍射理论▪动力学衍射理论3应用▪物相分析▪结晶度的测定▪精密测定点阵参数▪X射线衍射仪4最新进展简介播报编辑物质结构的分析尽管可以采用中子衍射、电子衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱等方法，但是X射线衍射是最有效和应用最广泛的手段，而且X射线衍射是人类用来研究物质微观结构的第一种方法。X射线衍射的应用范围非常广泛，现已渗透到物理、化学、地球科学、材料科学等各种工程技术科学中，成为一种重要的实验方法和结构分析手段，具有无损试样的优点。 [2]X射线是一种波长很短(约为20～0.06埃)的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用高能电子束轰击金属“靶”材产生X射线，它具有与靶中元素相对应的特定波长，称为特征（或标识）X射线。考虑到X射线的波长和晶体内部原子面间的距离相近，1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见：晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将发生衍射，衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样，便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证。原理播报编辑当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关。这就是X射线衍射的基本原理。布拉格方程1913年英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础，不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布拉格方程：2dsinθ=nλ式中d为晶面间距；n为反射级数；θ为掠射角；λ为X射线的波长。布拉格方程是X射线衍射分析的根本依据。 [3]运动学衍射理论Darwin的理论称为X射线衍射运动学理论。该理论把衍射现象作为三维Frannhofer衍射问题来处理，认为晶体的每个体积元的散射与其它体积元的散射无关，而且散射线通过晶体时不会再被散射。虽然这样处理可以得出足够精确的衍射方向，也能得出衍射强度，但运动学理论的根本性假设并不完全合理。因为散射线在晶体内一定会被再次散射，除了与原射线相结合外，散射线之间也能相互结合。Darwin不久以后就认识到这点，并在他的理论中作出了多重散射修正。动力学衍射理论Ewald的理论称为动力学理论。该理论考虑到了晶体内所有波的相互作用，认为入射线与衍射线在晶体内相干地结合，而且能来回地交换能量。两种理论对细小的晶体粉末得到的强度公式相同，而对大块完整的晶体，则必须采用动力学理论才能得出正确的结果。应用播报编辑X 射线衍射技术已经成为最基本、最重要的一种结构测试手段，其主要应用主要有以下几个方面：物相分析物相分析是X射线衍射在金属中用得最多的方面，分定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较，确定材料中存在的物相；后者则根据衍射花样的强度，确定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的关系和检查材料的成分配比及随后的处理规程是否合理等方面都得到广泛应用。结晶度的测定结晶度定义为结晶部分重量与总的试样重量之比的百分数。非晶态合金应用非常广泛，如软磁材料等，而结晶度直接影响材料的性能，因此结晶度的测定就显得尤为重要了。测定结晶度的方法很多，但不论哪种方法都是根据结晶相的衍射图谱面积与非晶相图谱面积决定。精密测定点阵参数精密测定点阵参数常用于相图的固态溶解度曲线的测定。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化；当达到溶解限后，溶质的继续增加引起新相的析出，不再引起点阵常数的变化。这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可得到单位晶胞原子数，从而确定固溶体类型；还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。X射线衍射仪X射线衍射仪基本构成基本构成（1）高稳定度X射线源　提供测量所需的X射线, 改变X射线管阳极靶材质可改变X射线的波长, 调节阳极电压可控制X射线源的强度。（2）样品及样品位置取向的调整机构系统　样品须是单晶、粉末、多晶或微晶的固体块。（3）射线检测器　检测衍射强度或同时检测衍射方向, 通过仪器测量记录系统或计算机处理系统可以得到多晶衍射图谱数据。（4）衍射图的处理分析系统　现代X射线衍射仪都附带安装有专用衍射图处理分析软件的计算机系统, 它们的特点是自动化和智能化。最新进展播报编辑自1912年劳厄等发现硫酸铜晶体的衍射现象的100年间，X射线衍射这一重要探测手段在人们认识自然、探索自然方面，特别在凝聚态物理、材料科学、生命医学、化学化工、地学、矿物学、环境科学、考古学、历史学等众多领域发挥了积极作用，新的领域不断开拓、新的方法层出不穷，特别是同步辐射光源和自由电子激光的兴起，X射线衍射研究方法仍在不断拓展，如超快X射线衍射、软X射线显微术、X射线吸收结构、共振非弹性X射线衍射、同步辐射X射线层析显微技术等。这些新型X射线衍射探测技术必将给各个学科领域注入新的活力。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

XRD图怎么看？ - 知乎

XRD图怎么看？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册材料科学XRD图怎么看？XRD图怎么看？关注者723被浏览2,121,683关注问题写回答邀请回答好问题 52添加评论分享15 个回答默认排序研之成理关注本文首发于微信公众号“研之成理”（ID：rationalscience），欢迎大家关注和扩散！前言：作为结构研究的一种重要方法，XRD在催化材料和其他材料的研究中都具有非常重要的应用。本着温故知新的态度，研之成理刻意抽出几期来简单地梳理下XRD的一些基础知识，希望能够帮助大家更加全面地了解这一表征手段。（注：本次分享只讨论多晶衍射，单晶衍射后期会出独立的专题，敬请期待）本次分享我们从实用开始，原理的分析放到后面，今天的内容很简单，简单聊聊XRD到底可以做什么？1. XRD研究的是材料的体相还是表面相？XRD采用单色X射线为衍射源，一般可以穿透固体，从而验证其内部结构，因此XRD给出的是材料的体相结构信息。 2. XRD是定性分析手段还是定量分析手段？XRD多以定性物相分析为主，但也可以进行定量分析。通过待测样品的X 射线衍射谱图与标准物质的X 射线衍射谱图进行对比,可以定性分析样品的物相组成;通过对样品衍射强度数据的分析计算,可以完成样品物相组成的定量分析.3. 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。4. XRD可以用于定量分析哪些内容？ A. 样品的平均晶粒尺寸，基本原理：当 X 射线入射到小晶体时，其衍射线条将变得弥散而宽化，晶体的晶粒越小， x 射线衍射谱带的宽化程度就越大。因此晶粒尺寸与XRD谱图半峰宽之间存在一定的关系, 即谢乐公式（Scherrerequation），下期会详细分析其原理与注意事项。对于对于负载型催化剂表面的金属颗粒，其颗粒大小 d（单位 nm）与其分散度 D 之间可以简单地换算：d ≈ 0.9/D (注：0.9这个常数是经验值) 。B. 样品的相对结晶度：一般将最强衍射峰积分所得的面积（As）当作计算结晶度的指标，与标准物质积分所得面积(Ag)进行比较，结晶度=As/Ag*100%。C. 物相含量的定量分析：主要有K值法也叫RIR方法和Rietveld全谱精修定量等。其中，RIR法的基本原理为1:1混合的某物质与刚玉(Al2O3),其最强衍射峰的积分强度会有一个比值，该比值为RIR值。通过将该物质的积分强度/RIR 值总是可以换算成Al2O3的积分强度。对于一个混合物而言，物质中所有组分都按这种方法进行换算，最后可以通过归一法得到某一特定组分的百分含量。D. XRD还可以用于点阵常数的精密计算，残余应力计算等（黄继武老师主编的《多晶材料X射线衍射：实验原理、方法与应用》）5. 推荐参考书籍及分析软件参考书籍：李树棠等主编《晶体X衍射学基础》；黄继武等主编《多晶材料X射线衍射：实验原理、方法与应用》；辛勤等主编《现代催化研究方法》等分析软件：Jade 5.0或者6.5 6. XRD晶体数据库无机晶体结构数据库（ICSD）：https://icsd.fiz-karlsruhe.de/search/国际衍射数据中心（ICDD）: http://www.icdd.com/剑桥晶体数据中心(CCDC): http://www.ccdc.cam.ac.uk/——————————————————————————————————————————接下来，紧接上面的内容，将XRD的原理以及最基本的应用分享给大家，希望能够对大家有所帮助。1.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。根据上述原理，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。2.布拉格方程布拉格方程所反映的是衍射线方向与晶体结构之间的关系。对于某一特定晶体而言，只有满足布拉格方程的入射线角度才能够产生干涉增强，才会表现出衍射条纹。这是XRD谱图的根本意义。备注：对于不同晶系，晶面间距d与晶胞参数（a, b, c, α, β, γ）之间存在确定的对应关系，通过XRD谱图知道θ和hkl之后，可以通过布拉格方程等推算出晶胞参数（本期暂时不讲，后面会详细说明）。3. Scherrer公式基本原理：当X 射线入射到小晶体时，其衍射线条将变得弥散而宽化，晶体的晶粒越小， X射线衍射谱带的宽化程度就越大。Sherrer公式描述的就是晶粒尺寸与衍射峰半峰宽之间的关系。4. XRD物相分析基本原理：每一种晶体物质和它的衍射花样都是一一对应的，不可能有两种晶体给出完全相同的衍射花样。随着XRD标准数据库的日益完善，XRD物相分析变得越来越简单，目前最常见的操作方式是将样品的XRD谱图与标准谱图进行对比来确定样品的物相组成。XRD标准数据库包括JCPDS（即PDF卡片）,ICSD，CCDC等，分析XRD谱图的软件包括Jade，Xpert Highscore等，这里推荐使用Jade。在Jade软件中，专门有一个功能叫Identify。里面的Search/Match功能可以将样品的衍射图样与标准谱图进行对比，给出与所测样品相吻合的标准谱图信息。下图所示，是TiO2样品XRD谱图在Jade软件中的Search/Match操作。如上图所示，在Jade的Search/Match功能中会给出标准谱图的衍射条纹，物相名称，化学式，匹配程度（FOM），PDF卡片编号，点群，晶胞参数，ICSD编号等。其中，FOM为匹配率的倒数，值越小，匹配越好。双击选中的标准物质卡片，会弹出来标准物质详细的references和衍射数据值，如下图所示，该数据可以导出使用。图中所示比较重要的数据包括晶面间距d, 晶面指数hkl以及标准谱图衍射峰位置和相对强度等。5. 如何在Jade中采用Sherrer公式计算晶粒尺寸？Jade软件中直接集成了采用半峰宽来计算样品的晶粒尺寸这一功能，比较方便。要想使用该功能，首先必须在Edit-->Preferences-->Report里面勾上，Estimate Crystallite Size from FWHM Values.如下图所示：勾上之后就可以很方便的进行粒径分析了，如下图所示，采用EditToolbar中的积分按钮，在主峰下拉取基线，会自动弹出窗口，里面包含晶粒尺寸信息。注意，这里算出来的是平均尺寸，且使用范围为3-200 nm.———————————————————————————————————————————先写这么多，有时间继续补充编辑于 2017-07-20 09:11赞同 146349 条评论分享收藏喜欢收起知乎用户建议楼主能明确一下问题的细节？这个“怎么看”太大了XRD是指x-ray diffraction，采用X光在晶体中的衍射信号来进行晶体结构的分析做XRD的目的就是获得未知晶体的结构XRD图谱一般由二维图谱组成横坐标为角度纵坐标为强度正常情况下在特定的角度会有特定的衍射峰位出现，对应于特定的晶面需要留意的信息如下：衍射峰角度、强度、半高宽常用的晶体都有特征的标准XRD图谱在测试获得XRD信息之后可在XRD标准图库（JCPDs）中检索以得到对应的标准图谱一般来说检索从“三强峰”也就是信号最强的三个峰位开始检索也可以通过MDI Jade等专业软件来进行计算机辅助检索下图为一个常见的XRD图谱显示以下两个物质为标准的锐钛矿相TiO2 对应JCPDs编号为21-1272其中最强衍射峰出现在25°左右对应于(101)晶面此外还有(103) (112) (200)等晶面也可产生衍射峰* J. AM. CHEM. SOC. 9 VOL. 132, NO. 19, 2010发布于 2013-05-16 12:31赞同 21220 条评论分享收藏喜欢

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射分析_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心X射线衍射分析播报上传视频利用X射线在晶体物质中的衍射效应进行物质结构分析的技术收藏查看我的收藏0有用+10本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。X射线衍射相分析（phase analysis of xray diffraction）利用X射线在晶体物质中的衍射效应进行物质结构分析的技术。中文名X射线衍射分析外文名phase analysisof xray diffraction简称XRD(X-ray Diffraction)类别结构分析方法目录1简介2理论发展▪发现衍射现象▪运动学衍射理论▪动力学衍射理论▪发展方向3详细内容▪原理▪单晶衍射法▪劳埃法▪周转晶体法▪多晶衍射法▪照相法▪衍射仪法▪双晶衍射法4应用实例▪样品要求▪应用范围简介播报编辑X射线衍射分析X射线衍射相分析利用X射线在晶体物质中的衍射效应进行物质结构分析的技术。每一种结晶物质，都有其特定的晶体结构，包括点阵类型、晶面间距等参数，用具有足够能量的x射线照射试样，试样中的物质受激发，会产生二次荧光X射线（标识X射线），晶体的晶面反射遵循布拉格定律。通过测定衍射角位置（峰位）可以进行化合物的定性分析，测定谱线的积分强度（峰强度）可以进行定量分析，而测定谱线强度随角度的变化关系可进行晶粒的大小和形状的检测。理论发展播报编辑发现衍射现象X射线衍射的产生1912年劳埃等人根据理论预见，并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象，证明了X射线具有电磁波的性质，成为X射线衍射学的第一个里程碑。当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关。这就是X射线衍射的基本原理。衍射线空间方位与晶体结构的关系可用布拉格方程表示：2dsinθ=nλ式中：λ是X射线的波长；θ是布拉格角；d是结晶面间隔；n是整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。运动学衍射理论Darwin的理论称为X射线衍射运动学理论。该理论把衍射现象作为三维Fraunhofer衍射问题来处理，认为晶体的每个体积元的散射与其它体积元的散射无关，而且散射线通过晶体时不会再被散射。虽然这样处理可以得出足够精确的衍射方向，也能得出衍射强度，但运动学理论的根本性假设并不完全合理。因为散射线在晶体内一定会被再次散射，除了与原射线相结合外，散射线之间也能相互结合。Darwin不久以后就认识到这点，并在他的理论中作出了多重散射修正。动力学衍射理论Ewald的理论称为动力学理论。该理论考虑到了晶体内所有波的相互作用，认为入射线与衍射线在晶体内相干地结合，而且能来回地交换能量。两种理论对细小的晶体粉末得到的强度公式相同，而对大块完整的晶体，则必须采用动力学理论才能得出正确的结果。发展方向X射线分析的新发展，金属X射线分析由于设备和技术的普及已逐步变成金属研究和有机材料，纳米材料测试的常规方法。而且还用于动态测量。早期多用照相法，这种方法费时较长，强度测量的精确度低。50年代初问世的计数器衍射仪法具有快速、强度测量准确，并可配备计算机控制等优点，已经得到广泛的应用。但使用单色器的照相法在微量样品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。从70年代以来，随着高强度X射线源（包括超高强度的旋转阳极X射线发生器、电子同步加速辐射,高压脉冲X射线源）和高灵敏度探测器的出现以及电子计算机分析的应用，使金属 X射线学获得新的推动力。这些新技术的结合，不仅大大加快分析速度，提高精度，而且可以进行瞬时的动态观察以及对更为微弱或精细效应的研究。详细内容播报编辑原理X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。衍射X射线满足布拉格（W.L.Bragg）方程：2dsinθ=nλ式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n是整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。本法的特点在于可以获得元素存在的化合物状态、原子间相互结合的方式，从而可进行价态分析，可用于对环境固体污染物的物相鉴定，如大气颗粒物中的风砂和土壤成分、工业排放的金属及其化合物（粉尘）、汽车排气中卤化铅的组成、水体沉积物或悬浮物中金属存在的状态等等。单晶衍射法单晶X射线衍射分析的基本方法为劳埃法与周转晶体法。劳埃法劳埃法以光源发出连续X射线照射置于样品台上静止的单晶体样品，用平板底片记录产生的衍射线。根据底片位置的不同，劳埃法可以分为透射劳埃法和背射劳埃法。背射劳埃法不受样品厚度和吸收的限制，是常用的方法。劳埃法的衍射花样由若干劳埃斑组成，每一个劳埃斑相应于晶面的1～n级反射，各劳埃斑的分布构成一条晶带曲线。周转晶体法衍射图周转晶体法以单色X射线照射转动的单晶样品，用以样品转动轴为轴线的圆柱形底片记录产生的衍射线，在底片上形成分立的衍射斑。这样的衍射花样容易准确测定晶体的衍射方向和衍射强度，适用于未知晶体的结构分析。周转晶体法很容易分析对称性较低的晶体（如正交、单斜、三斜等晶系晶体）结构，但应用较少。多晶衍射法多晶X射线衍射方法包括照相法与衍射仪法。照相法照相法以光源发出的特征X射线照射多晶样品，并用底片记录衍射花样。根据样品与底片的相对位置，照相法可以分为德拜法、聚焦法和针孔法，其中德拜法应用最为普遍。德拜法以一束准直的特征X射线照射到小块粉末样品上，用卷成圆柱状并与样品同轴安装的窄条底片记录衍射信息，获得的衍射花样是一些衍射弧。此方法的优点为：⑴ 所用试样量少（0.1毫克即可）；⑵ 包含了试样产生的全部反射线；⑶ 装置和技术比较简单。聚焦法的底片与样品处于同一圆周上，以具有较大发散度的单色X射线照射样品上较大区域。由于同一圆周上的同弧圆周角相等，使得多晶样品中的等同晶面的衍射线在底片上聚焦成一点或一条线。聚焦法曝光时间短，分辨率是德拜法的两倍，但在小θ 范围衍射线条较少且宽，不适于分析未知样品。针孔法用三个针孔准直的单色X射线为光源，照射到平板样品上。根据底片不同的位置针孔法又分为穿透针孔法和背射针孔法。针孔法得到的衍射花样是衍射线的整个圆环，适于研究晶粒大小、晶体完整性、宏观残余应力及多晶试样中的择优取向等。但这种方法只能记录很少的几个衍射环，不适于其它应用。衍射仪法X射线衍射仪以布拉格实验装置为原型，融合了机械与电子技术等多方面的成果。衍射仪由X射线发生器、X射线测角仪、辐射探测器和辐射探测电路4个基本部分组成，是以特征X射线照射多晶体样品，并以辐射探测器记录衍射信息的衍射实验装置。现代X射线衍射仪还配有控制操作和运行软件的计算机系统。X射线衍射仪的成像原理与聚集法相同，但记录方式及相应获得的衍射花样不同。衍射仪采用具有一定发散度的入射线，也用“同一圆周上的同弧圆周角相等”的原理聚焦，不同的是其聚焦圆半径随 2θ的变化而变化。衍射仪法以其方便、快捷、准确和可以自动进行数据处理等特点在许多领域中取代了照相法，现在已成为晶体结构分析等工作的主要方法。双晶衍射法双晶衍射仪用一束X射线（通常用Ka1作为射线源）照射一个参考晶体的表面，使符合布拉格条件的某一波长的X射线在很小角度范围内被反射，这样便得到接近单色并受到偏振化的窄反射线，再用适当的光阑作为限制，就得到近乎准值的X射线束。把此X射线作为第二晶体的入射线，第二晶体和计数管在衍射位置附近分别以Δθ 及Δ(2θ)角度摆动，就形成通常的双晶衍射仪。在近完整晶体中，缺陷、畸变等体现在X射线谱中只有几十弧秒，而半导体材料进行外延生长要求晶格失配要达到10-4或更小。这样精细的要求使双晶X射线衍射技术成为近代光电子材料及器件研制的必备测量仪器，以双晶衍射技术为基础而发展起来的四晶及五晶衍射技术（亦称为双晶衍射），已成为近代X射线衍射技术取得突出成就的标志。但双晶衍射仪的第二晶体最好与第一晶体是同种晶体，否则会发生色散。所以在测量时，双晶衍射仪的参考晶体要与被测晶体相同，这个要求使双晶衍射仪的使用受到限制。应用实例播报编辑样品要求1、金属样品如块状、板状、圆拄状要求磨成一个平面，面积不小于10X10毫米，如果面积太小可以用几块粘贴一起。2、对于片状、圆拄状样品会存在严重的择优取向，衍射强度异常。因此要求测试时合理选择响应的方向平面。3、对于测量金属样品的微观应力（晶格畸变），测量残余奥氏体，要求样品不能简单粗磨，要求制备成金相样品，并进行普通抛光或电解抛光，消除表面应变层。4、粉末样品要求磨成320目的粒度，约40微米。粒度粗大衍射强度低，峰形不好，分辨率低。要了解样品的物理化学性质，如是否易燃，易潮解，易腐蚀、有毒、易挥发。5、粉末样品要求在3克左右，如果太少也需5毫克。6、样品可以是金属、非金属、有机、无机材料粉末。应用范围物相分析晶体的X射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换，每种晶体的结构与其X射线衍射图之间都有着一一对应的关系，其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化，这就是X射线衍射物相分析方法的依据。制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化，将待分析物质的衍射花样与之对照，从而确定物质的组成相，就成为物相定性分析的基本方法。鉴定出各个相后，根据各相花样的强度正比于改组分存在的量（需要做吸收校正者除外），就可对各种组分进行定量分析。目前常用衍射仪法得到衍射图谱，用“粉末衍射标准联合会（JCPDS）”负责编辑出版的“粉末衍射卡片（PDF卡片）”进行物相分析。目前，物相分析存在的问题主要有：⑴ 待测物图样中的最强线条可能并非某单一相的最强线，而是两个或两个以上相的某些次强或三强线叠加的结果。这时若以该线作为某相的最强线将找不到任何对应的卡片。⑵ 在众多卡片中找出满足条件的卡片，十分复杂而繁锁。虽然可以利用计算机辅助检索，但仍难以令人满意。⑶ 定量分析过程中，配制试样、绘制定标曲线或者K值测定及计算，都是复杂而艰巨的工作。为此，有人提出了可能的解决办法，认为从相反的角度出发，根据标准数据（PDF卡片）利用计算机对定性分析的初步结果进行多相拟合显示，绘出衍射角与衍射强度的模拟衍射曲线。通过调整每一物相所占的比例，与衍射仪扫描所得的衍射图谱相比较，就可以更准确地得到定性和定量分析的结果，从而免去了一些定性分析和整个定量分析的实验和计算过程。点阵常数的精确测定点阵常数是晶体物质的基本结构参数，测定点阵常数在研究固态相变、确定固溶体类型、测定固溶体溶解度曲线、测定热膨胀系数等方面都得到了应用。点阵常数的测定是通过X射线衍射线的位置（θ ）的测定而获得的，通过测定衍射花样中每一条衍射线的位置均可得出一个点阵常数值。点阵常数测定中的精确度涉及两个独立的问题，即波长的精度和布拉格角的测量精度。波长的问题主要是X射线谱学家的责任，衍射工作者的任务是要在波长分布与衍射线分布之间建立一一对应的关系。知道每根反射线的密勒指数后就可以根据不同的晶系用相应的公式计算点阵常数。晶面间距测量的精度随θ 角的增加而增加， θ越大得到的点阵常数值越精确，因而点阵常数测定时应选用高角度衍射线。误差一般采用图解外推法和最小二乘法来消除，点阵常数测定的精确度极限处在1×10-5附近。应力的测定X射线测定应力以衍射花样特征的变化作为应变的量度。宏观应力均匀分布在物体中较大范围内，产生的均匀应变表现为该范围内方向相同的各晶粒中同名晶面间距变化相同，导致衍射线向某方向位移，这就是X射线测量宏观应力的基础；微观应力在各晶粒间甚至一个晶粒内各部分间彼此不同，产生的不均匀应变表现为某些区域晶面间距增加、某些区域晶面间距减少，结果使衍射线向不同方向位移，使其衍射线漫散宽化，这是X射线测量微观应力的基础。超微观应力在应变区内使原子偏离平衡位置，导致衍射线强度减弱，故可以通过X射线强度的变化测定超微观应力。测定应力一般用衍射仪法。X射线测定应力具有非破坏性，可测小范围局部应力，可测表层应力，可区别应力类型、测量时无需使材料处于无应力状态等优点，但其测量精确度受组织结构的影响较大，X射线也难以测定动态瞬时应力。晶粒尺寸和点阵畸变的测定若多晶材料的晶粒无畸变、足够大，理论上其粉末衍射花样的谱线应特别锋利，但在实际实验中，这种谱线无法看到。这是因为仪器因素和物理因素等的综合影响，使纯衍射谱线增宽了。纯谱线的形状和宽度由试样的平均晶粒尺寸、尺寸分布以及晶体点阵中的主要缺陷决定，故对线形作适当分析，原则上可以得到上述影响因素的性质和尺度等方面的信息。在晶粒尺寸和点阵畸变测定过程中，需要做的工作有两个：⑴ 从实验线形中得出纯衍射线形，最普遍的方法是傅里叶变换法和重复连续卷积法。⑵ 从衍射花样适当的谱线中得出晶粒尺寸和缺陷的信息。这个步骤主要是找出各种使谱线变宽的因素，并且分离这些因素对宽度的影响，从而计算出所需要的结果。主要方法有傅里叶法、线形方差法和积分宽度法。单晶取向和多晶织构测定单晶取向的测定就是找出晶体样品中晶体学取向与样品外坐标系的位向关系。虽然可以用光学方法等物理方法确定单晶取向，但X衍射法不仅可以精确地单晶定向，同时还能得到晶体内部微观结构的信息。一般用劳埃法单晶定向，其根据是底片上劳埃斑点转换的极射赤面投影与样品外坐标轴的极射赤面投影之间的位置关系。透射劳埃法只适用于厚度小且吸收系数小的样品；背射劳埃法就无需特别制备样品，样品厚度大小等也不受限制，因而多用此方法。多晶材料中晶粒取向沿一定方位偏聚的现象称为织构，常见的织构有丝织构和板织构两种类型。为反映织构的概貌和确定织构指数，有三种方法描述织构：极图、反极图和三维取向函数，这三种方法适用于不同的情况。对于丝织构，要知道其极图形式，只要求出求其丝轴指数即可，照相法和衍射仪法是可用的方法。板织构的极点分布比较复杂，需要两个指数来表示，且多用衍射仪进行测定。 [1]新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

X射线衍射仪技术（XRD）

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1、X射线衍射仪技术（XRD）

X射线衍射仪技术(X-ray diffraction，XRD)。通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。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。当某物质(晶体或非晶体)进行衍射分析时,该物质被X射线照射产生不同程度的衍射现象,物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。因此,X射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法,已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。

2. X射线衍射仪技术（XRD）可为客户解决的问题

（1）当材料由多种结晶成分组成，需区分各成分所占比例，可使用XRD物相鉴定功能，分析各结晶相的比例。

（2）很多材料的性能由结晶程度决定，可使用XRD结晶度分析，确定材料的结晶程度。

（3）新材料开发需要充分了解材料的晶格参数，使用XRD可快捷测试出点阵参数，为新材料开发应用提供性能验证指标。

（4）产品在使用过程中出现断裂、变形等失效现象，可能涉及微观应力方面影响，使用XRD可以快捷测定微观应力。

（5）纳米材料由于颗粒细小,极易形成团粒,采用通常的粒度分析仪往往会给出错误的数据。采用X射线衍射线线宽法(谢乐法)可以测定纳米粒子的平均粒径。

3. X射线衍射仪技术（XRD）注意事项

（1）固体样品表面＞10×10mm，厚度在5μm以上，表面必须平整，可以用几块粘贴一起。

（2）对于片状、圆拄状样品会存在严重的择优取向，衍射强度异常，需提供测试方向。

（3）对于测量金属样品的微观应力（晶格畸变），测量残余奥氏体，要求制备成金相样品，并进行普通抛光或电解抛光，消除表面应变层。

（4）粉末样品要求磨成320目的粒度，直径约40微米，重量大于5g。

4.应用实例

样品信息：送检样品为白色粉末状的珍珠粉，送检方要求进行物相鉴定。本试验使用设备为日本理学D/max2500的X射线衍射仪。

试验参数：管压40KV，管流200μA，Cu靶，衍射宽度DS=SS=1°，RS=0.3mm，扫描速度2.000 (d•min-1)，扫描范围10°~80°。

测试谱图：

测试结果：样品的主要成分为碳酸钙。

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主页/ 博客X射线衍射入门：XRD（X射线衍射）的工作原理是什么？作者 Lauren Dos Santos -

2020年 7月 29日X射线衍射，简称XRD，是一种分析技术，可提供有关晶体材料的结构和晶相ID的信息。XRD技术可用于识别单晶，并揭示其结构。地质学家发现XRD特别有用，因为这种技术可用于识别混合物中存在的晶体，例如岩石中的矿物。对于具有可变分子式和结构的矿物来说，如：粘土，XRD可以说是识别它们并确定它们在样品中所占比例的适合方法。但是，XRD（X射线衍射）的工作原理是什么呢？这篇博文为大家讲述了XRD（X射线衍射）背后的科学，并说明了这种技术在野外便携式XRD分析仪中的工作原理。

X射线衍射（XRD）背后的科学

在XRD分析过程中，一束X射线直射到样品上，其散射强度是其出射方向的函数，即会随着出射方向而变化。一般，我们将入射和出射光束方向之间的角度称为2θ。入射和出射光束方向之间的夹角被称为2θ。对于由间隔距离为d的晶面组成的可能是最简单的样品来说，当布拉格定律得到满足时，即n λ = 2 d sin θ时，我们会观察到相长干涉（较大的散射强度）。

XRD技术在实践中的应用

XRD（X射线衍射）仪器，如：奥林巴斯的新一代TERRA II和BTX III XRD分析仪，可以直接在分析仪上快速、实时地提供被测样品主要成分和次要成分的可靠的矿物学和矿物相分析结果。奥林巴斯XRD衍射仪还采用一种独特的方式快速、方便地采集和处理XRD数据，突显了其紧凑便携的特性。请继续阅读，了解有关XRD技术的更详细的信息。BTX III台式XRD分析仪（左图）和TERRA II便携式XRD分析仪（右图）虽然机型设计紧凑、轻便，但是却可以提供大型复杂实验室系统的一些强大性能。

奥林巴斯XRD分析仪的工作原理

传统的基于测角仪的XRD仪器使用反射几何技术处理XRD数据。因此，传统仪器体积很大，有许多活动部件，而且经常需要从外部进行冷却。另一个缺点是它们需要大量的样品进行分析。在过去，这些限制意味着始终要在实验室内进行XRD分析。我们的工程师采用独特的透射几何方法使X射线束穿过样品，推动了XRD技术的发展。上图显示了采用透射几何学的奥林巴斯独特的XRD方法。这种方法不需要移动部件，并使我们设计出世界上第一台由电池供电的便携式商用XRD仪器（其后继产品是奥林巴斯的新款TERRA II仪器）。今天，我们的XRD仪器继续保持了便携性和易用性，仅需15毫克样品即可进行分析。封闭了装有样品的样品舱后，我们的XRD分析仪就会使用一种被称为粉末液化的颗粒随机化方法处理样品。通过这种方法，我们的分析仪对样品施加恒定的压电感应频率，使粉末从上到下对流，并围绕其轴心旋转。在30秒内，样品窗口中的每个颗粒都将以各种可能的方向穿过X射线束。因此，奥林巴斯XRD仪器可以实现样品检测100%的随机化，这也是进行精确和准确的X射线衍射分析的非常关键的一个因素。

如何快速轻松地完成定量矿物学分析

我们努力简化XRD分析过程，以便我们的客户可以快速、轻松地获得定量矿物学结果。这个过程可以分为几个步骤完成：制备样品。您可以从我们的博客文章《迅速完成定量性XRD分析的快速指导》中了解有关轻松制备样品的详细步骤。

开始检测，分析仪发射X射线，并使其通过窗口中的对流样品。

X射线照射样品，并在2θ角范围内衍射。

CCD探测器对衍射情况进行测量。

SwiftMin自动晶相辨别和定量软件会直接在显示器的用户界面上实时显示晶相或矿物的ID。

SwiftMin软件借助其直观的功能避免了一些重复进行的任务，这些功能包括显示多种数据的单屏控制面板、预置校准、自动数据传输和轻松的数据导出。

常见的XRD应用

XRD分析结果有着广泛的用途。常见的XRD应用如下：采矿和矿石

石油和天然气

制药

学术

太空探索

奥林巴斯XRD分析仪3个独特的硬件功能

除了省时的软件和简单的样品制备方式，奥林巴斯还采用了独特的硬件组件，打造出异常可靠和精确的XRD仪器：2D

X射线衍射仪：许多XRD仪器使用X射线探测器，仅能捕获样品在一个平面中脱落的光子，即完成一维实验。奥林巴斯装配有电荷耦合装置（CCD）探测器的XRD分析仪，可以采集衍射环的切片，以帮助用户了解是否正确制备了样品（粒子统计和/或晶粒的择优取向）。这些信息有助于用户确认所获得定量性数据的准确性和代表性。

能量辨别X射线探测器：较大的常规XRD仪器一般不能使用对能量敏感的探测器。因此，探测器会受到在XRD实验中未使用的光子的影响。相比之下，奥林巴斯的XRD分析仪可以去除那些未直接参与到X射线衍射实验中的光子，如：X射线荧光光子，从而可以提供更好的信噪比模式。

钴射线管和铜射线管选项：奥林巴斯XRD分析仪的标准配置装配有一个坚固耐用的钴（Co）靶材X射线管。这种阳极射线管广受地质学家和矿物学家的青睐，因为在分析铁（Fe）含量较高的样品时，这种射线管可以发挥出色的性能。不过，要注意在某些应用中需要使用铜（Cu）靶材X射线管，如：在分析锰含量很高的样品时。我们提供两种阳极靶材，用户可以根据自己的应用需求选购适当的阳极靶材。

了解更多有关野外便携式XRD技术的信息

这篇博客文章旨在让读者了解X射线衍射的基础知识，以及采用这种技术的现代野外便携式分析仪的工作原理。要了解有关这项技术的更多信息，可以接下来观看有关奥林巴斯XRD的视频。SwiftMin是MinEx CRC公司的注册商标。

X 射线衍射 (XRD) - 概述 | Malvern Panalytical

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X-ray analysis

X-ray Diffraction (XRD)

X 射线衍射 (XRD)

一种用于研究所有类型材料的无损技术

介绍

什么是 X 射线衍射？

XRD 仪器的工作原理是什么？

XRD 的应用

X 射线散射

分析软件

XRD 的优点

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在材料研究中，科学家会遇到许多与材料化学成分和晶体结构有关的分析问题。X 射线衍射 (XRD) 是唯一一种可准确、无损地获得化学成分、晶体结构、晶粒尺寸、晶格应变、优选取向、层厚度等信息的实验室技术。因此，材料研究人员使用 XRD 来分析从粉末到固体，再到薄膜和纳米材料的各种材料。

探索

微区 X 射线衍射

掠入射 X 射线衍射 (GIXRD)

高分辨率 X 射线衍射

什么是 X 射线衍射？

X 射线衍射 (XRD) 是一种通用的无损分析技术，用于分析粉末、固体和液体样品的相组成、晶体结构、取向等物理属性。

许多材料由微小的晶粒组成。这些晶体的化学成分和结构类型被称为“相”。材料可以是单相混合物，也可以是多相混合物，并且可能包含结晶组分和非结晶组分。在 X 射线衍射仪中，不同的晶相会呈现出不同的衍射谱图。因此，可以通过比较从未知样品中获得的 X 射线衍射谱图和参考数据库中的谱图来进行物相鉴定。这个过程就像在犯罪现场调查中匹配指纹一样。最全面的化合物数据库由 ICDD（国际衍射数据中心）维护。此外，您还可以根据已测量的纯相衍射谱图、科学文献中发表的谱图或您自己的测量结果来建立参考数据库。多相混合物中不同相谱图的相对强度用于确定样品的全部组分。

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XRD 仪器的工作原理是什么？

X 射线衍射仪 (XRD)

获取高质量的衍射数据

X 射线仪器包含三个主要组件：X 射线源、样品架和 XRD 探测器。

光源产生的 X 射线照射样品。然后，X 射线被样品相衍射并进入探测器。通过移动射线管或者样品和探测器来改变衍射角（2θ，入射光束和衍射光束之间的角度），测量强度，并记录衍射数据。根据衍射仪的几何形状和样品的类型，入射光束和样品之间的角度可以是固定的，也可以是可变的，并且通常与衍射光束角配对。

XRD 的应用

在工业和科学实验室中，许多研究人员都依靠 X 射线衍射 (XRD) 作为开发新材料或提高生产效率的工具。X 射线衍射的创新与半导体技术、药物研究等领域中的新材料研究密切相关。工业研究的目标是不断提高生产过程的速度和效率。采矿和建筑材料生产场所的全自动 X 射线衍射分析为生产控制提供了更具成本效益的解决方案。

X 射线衍射的主要应用如下：

对纯物质和混合物的定性和定量物相分析。最常见的物相分析方法通常称为“X 射线粉末衍射”(XRPD)。

在温度、湿度、施加压力等其他特殊条件下的相变分析（非常规环境研究）。

物理属性的分析，例如晶粒尺寸（直径）、晶体取向和残余应力，这些统称为多晶材料的“微观结构”。

通过使用一种称为“掠入射 XRD”(GIXRD) 的方法，其中许多技术还可以用于多晶层状材料，例如涂层和薄膜。在研究多晶材料中的局部微小区域时，采用一种称为“微衍射”的方法。

用于非多晶材料（例如单晶半导体晶片或外延层）的其他 X 射线衍射技术包括异质外延层的高分辨率分析 (HR-XRD)，这种方法利用了布拉格定律和动态衍射理论。

Industrial X-ray diffraction analysis of building materials

Whitepaper

X 射线散射

Learn more

X 射线散射

其他使用各种 X 射线散射方法研究材料非结晶组分的方法包括掠入射小角 X 射线散射 (GISAXS)、小角 X 射线散射 (SAXS)、总散射（也称为“对分布函数”(PDF) 分析）和 X 射线反射法 (XRR)。每种方法都有自身的、基于基本散射理论的数据分析算法。

分析软件

在测量 X 射线散射或衍射谱图后，需要对其进行分析。X 射线衍射和 X 射线散射数据的分析可能非常复杂。为了让用户更容易地进行分析，市面上有许多支持各种不同类型测量的 XRD 软件包。

X 射线衍射软件

马尔文帕纳科 XRD 软件套件

我们的 XRD 软件包旨在从您的材料中提取出所有信息。我们提供针对研究目的或...

X 射线衍射软件

XRD 的优点

XRD 相当快速（通常少于 20 分钟），并且通常是明确识别未知材料的最准确、最可靠技术。样品制备最少，这也是该技术倍受欢迎的原因，并且既适用于工业过程应用，也适用于材料研究。有了正确的分析软件，数据分析会非常简单，对于工业过程，它甚至可以实现自动化，因此在 QC 应用中，操作员不必是 XRD 专家。

Empyrean 锐影系列

可满足您分析需求的多用途解决方案

Aeris

今后会推出紧凑型

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测量类型

颗粒形状

粒子大小

晶体结构测定

物相鉴定

物相定量

污染物检测与分析

外延附生分析

界面粗糙度

3D 结构/成像

技术类型

X 射线衍射 (XRD)

测角仪配置

Vertical goniometer, Θ-Θ

检测器

X 射线管阳极材料

Cu /Co (option)

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Meet the demand for high-precision chemical analysis

X-ray diffraction (XRD) is a versatile, nondestructive analytical technique that’s sensitive to the atomic structure of matter. XRD enables phase identification, quantification, and many more applications used for a diverse array of industrial and research applications.

The Thermo Scientific ARL X-ray diffractometers are designed to meet the stringent structural and phase analysis requirements of today’s industrial and research labs—offering a cost-effective solution for quality control, dynamic studies, formulation determinations, and research and development. These instruments are routinely used by a wide range of applications including geology, polymers, pharmaceuticals, polymers, steel, nanomaterials, semiconductors, forensics, and more.

Videos, brochures, and other useful information to help you expand your knowledge are available in the XRD Academy.

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Get fast, accurate, and precise results with our X-ray benchtops diffractometers for your industrial and academic research requirements.

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