X射线衍射貌相技术介绍与分析
X射线形貌术
X 射线形貌术及高分辨 X 射线衍射方法
3.11.9.1 X 射线形貌术
图 8 空间 Bridgman 法生长的 GaSb 单晶的 X 射线衍射形貌，晶体分为籽晶和再结晶两部 分。（a）（b）（c）为晶体不同衍射矢量的整体形貌，（d）和（e）分别为对应于（b）中 A 和 B 区域衍射的形貌图。（形貌照片由 A. Voloshin 提供）。
图 9 是用 X 射线双晶衍射形貌法拍摄的 AlGaAs/GaAs 结构的形貌相，从形貌相中可以 看到由于外延膜的厚度超过了临界厚度，应变产生弛豫而形成了失配位错，用 X 射线形貌 法可较准确地确定产生弛豫的临界厚度。另外还可看到从衬底延伸上来的失配位错。
三、X 射线衍射形貌相的分辨率
由于 X 射线不能象可见光或电子束那样进行聚焦，因此 X 射线形貌相没有放大，而只
能靠后续的光学印相或图象处理过程中加以放大。其有效分辨率取决于试验条件和底片的颗
粒度等。X 射线形貌相在水平和垂直方向的分辨率决定因素完全不同，分别加以介绍：
z 垂直分辨率δ
垂直分辨率δ可用下式计算
图 5. X 射线截面形貌相光路图
4．双晶形貌相 双晶 X 射线衍射形貌与单晶 X 射线衍射形貌的主要差别是，X 射线入射束先入射到一
个由完整晶体做成的单色器，单色器的衍射光作为样品的入射光，对样品进行研究，因而可 以得到更高的分辨率。图 6 为反射法双晶 X 射线衍射光路图，适合于用来研究靠近样品表 面层和外延结构的缺陷。双晶 X 射线衍射形貌法可以研究小失配外延结构体系中应变弛豫 的临界厚度等问题。
X射线衍射分析
X射线衍射分析X射线衍射分析是一种重要的材料表征方法，它能够帮助科学家研究物质的结构和性质。
X射线衍射分析技术被广泛应用于材料科学、化学、生物学等领域。
本文将介绍X射线衍射分析的原理、仪器设备，以及在实际应用中的一些案例。
X射线衍射分析的原理基于X射线与物质相互作用的规律。
当X射线照射到物质上时，X射线与物质中的原子发生散射，形成衍射图样。
这些衍射图样包含了物质的晶体结构信息。
通过分析这些衍射图样，我们可以了解物质的晶体结构、晶格参数以及晶体中的原子位置。
X射线衍射实验通常使用X射线衍射仪进行。
X射线衍射仪由X射线源、试样台和衍射检测器组成。
X射线源产生高能量的X射线束，试样台用于放置待测样品，而衍射检测器则用于检测经过试样台衍射的X射线。
在实验中，我们需要调整X射线源和试样台的相对位置，使得试样台上的样品能够受到均匀的X射线照射，并且衍射信号能够被检测器准确地记录下来。
X射线衍射实验的结果通常以X射线衍射图样的形式呈现出来。
X射线衍射图样是一系列强度和角度的关系曲线。
通过对衍射图样的分析，我们可以确定材料的晶体结构。
根据布拉格方程，我们可以计算出晶面的间距，从而推导出晶体中原子的位置和晶格参数。
X射线衍射分析可以应用于各种各样的材料。
例如，材料科学家可以通过X射线衍射分析来研究金属的晶体结构和晶格缺陷。
化学家可以使用X射线衍射分析来确定化合物的晶体结构，从而帮助他们理解化学反应的机理。
生物学家可以利用X射线衍射分析来研究蛋白质的三维结构，从而揭示生物分子的功能和活动机制。
除了单晶衍射分析，还有一种称为粉末衍射分析的技术。
粉末衍射分析可以用于不规则形状的晶体或非晶体材料的结构分析。
在粉末衍射分析中，试样通常是细粉末状的物质。
通过对粉末衍射图样的分析，我们可以推导出材料的平均晶体结构。
总之，X射线衍射分析是一种重要而强大的材料表征技术。
它可以帮助科学家研究物质的结构和性质，并为材料科学、化学、生物学等领域的研究提供有效的工具和方法。
X射线衍射分析技术综述详解
X射线衍射分析技术综述详解J I A N G S U U N I V E R S I T Y 冶⾦⼯程专业硕⼠研究⽣结课论⽂论⽂题⽬：X射线衍射分析技术综述课程名称：Modern Material Analytic Technology专业班级： 201 级硕⼠研究⽣学⽣姓名：学号：学院名称：材料科学与⼯程学院学期：第⼀学期完成时间： 2015年12⽉ 10 ⽇⽬录摘要 (2)第⼀章X射线衍射技术的发展历史 (4)1.1 X射线的发展历程 (4)1.2 X衍射仪的发展历史 (6)1.2.1早期的照相机阶段 (6)1.2.2衍射仪中期的阶段 (6)1.2.3近代的电⼦计算机衍射仪阶段 (7)第⼆章X射线衍射的⼯作原理 (7)2.1 X射线衍射⼯作原理 (8)2.1.1运动学衍射理论 (8)2.1.2动⼒学衍射理论 (9)第三章X衍射仪的构造及功能 (10)3.1 X射线衍射仪的⼯作原理 (10)3.1.1测⾓仪 (11)3.1.2 X射线发⽣器 (12)3.1.3 X射线衍射信号检测系统 (13)3.1.4数据处理和打印图谱系统 (15)第四章X射线衍射技术在材料以及冶⾦⽅⾯的应⽤ (16)4.1物相鉴定（物相定性分析） (16)4.2物相定量分析 (16)4.3残余奥⽒体定量分析 (17)4.4晶体点阵参数的测定 (17)4.5微观应⼒和宏观应⼒的测定 (17)4.6结晶度的测定 (19)4.7晶体取向及织构的测定 (19)第五章X射线衍射技术未来发展⽅向 (21)结束语 (22)参考⽂献 (23)摘要X射线衍射分析技术是⼀种⼗分有效的材料分析⽅法,X射线衍射在材料分析中具有⼴泛的应⽤。
它不仅可以⽤来进⾏材料的物相分析和残余应⼒的分析,还可以对材料的结晶度、微晶⼤⼩以及晶体取向进⾏测定。
可以说是对晶态物质进⾏物相分析的⽐较权威的⽅法。
在⼯程和实验教学上具有⼴泛的应⽤。
随着技术⼿段的不断创新和完善，X射线衍射实验在材料成分分析⽅⾯有着⾮常重要的作⽤，因此X射线衍射在材料分析领域必将有更⼴阔的发展前景。
简述x射线衍射法的基本原理和主要应用
简述X射线衍射法的基本原理和主要应用1. 基本原理X射线衍射法是一种研究晶体结构的重要方法，它利用X射线的特性进行衍射分析。
其基本原理包括以下几个方面：•布儒斯特定律：X射线在晶体中发生衍射时，入射角、出射角和入射光波长之间满足布儒斯特定律，即$n\\lambda = 2d\\sin\\theta$，其中n为整数，$\\lambda$为X射线的波长，d为晶面间的间距，$\\theta$为入射角或出射角。
•薛定谔方程：晶体中的原子排列形成周期性结构，电子在晶格中运动的波动性质可以用薛定谔方程描述。
X射线被晶体衍射时，其波长与晶体中电子的波动性相互作用，形成了衍射波。
•动态散射理论：根据动态散射理论，晶体中的原子或离子吸收入射的X射线能量，并以球面波的形式发出，与其他原子或离子产生相互干涉，从而形成衍射图样。
2. 主要应用X射线衍射法广泛应用于材料科学、化学、地质学等领域，具有以下主要应用：•晶体结构分析：X射线衍射法可以确定晶体的晶格常数、晶胞角度和晶体中原子的位置，通过分析衍射图样的强度和位置，获得晶体结构的信息。
•材料表征：X射线衍射法可用于分析材料的相变、晶体有序度、晶格缺陷和晶体生长方向等特征。
例如，在合金研究中，可以通过X射线衍射技术鉴定合金中出现的新相和晶格畸变。
•晶体品质评估：通过分析衍射峰的尺寸和宽度，可以评估晶体的品质，包括晶格结构的完整性、晶体中的位错和晶格缺陷等。
•结晶体制备与成分分析：利用X射线衍射法可以研究物质的结晶过程，了解晶体生长的动力学和晶体取向的控制方法。
此外，还可以使用X射线衍射方法对材料中的成分进行分析。
•衍射仪器的研发与改进：X射线衍射法的应用也推动了衍射仪器的研发与改进，包括X射线源、X射线衍射仪和探测器等，提高了测量精度和分辨率。
3. 总结X射线衍射法作为一种非破坏性的分析技术，通过衍射图样的分析，可以获得晶体结构和材料特性的信息。
其基本原理包括布儒斯特定律、薛定谔方程和动态散射理论。
X射线衍射分析原理
X射线衍射分析原理X射线衍射分析是一种重要的材料表征技术，其原理基于X射线与晶体相互作用时发生的衍射现象。
这种技术可以用来确定物质的结晶结构、晶体畸变、晶粒尺寸、相对结晶取向以及晶体缺陷等信息。
下面我将详细介绍X射线衍射分析的原理。
1.X射线衍射的基本原理X射线是一种电磁波，其波长比可见光短得多，因此它能够穿透晶体射出到另一侧。
当X射线穿过晶体时，会与晶体内的原子相互作用，发生散射。
如果晶体具有周期性排列的原子结构，那么经过散射后的X射线将会发生衍射现象。
2.布拉格衍射原理布拉格衍射原理是X射线衍射分析的基础。
根据布拉格方程，当入射光束与平行晶面之间的入射角等于出射角时，X射线会以构成等边三角形的一系列角度散射出来。
这些出射角对应的散射光将相干地叠加在一起，形成衍射图样。
布拉格方程可以表示为：n·λ = 2d sinθ其中，n为衍射级别，λ为入射X射线的波长，d为晶体面间的距离，θ为入射角。
根据布拉格方程，通过测量入射角和衍射角的大小，可以计算出晶格的间距d。
3.X射线衍射仪器为了进行X射线衍射分析，需要使用特殊的仪器。
其中最常见的是X射线粉末衍射仪（X-ray powder diffraction, XRD）。
它通过将样品制成粉末并均匀散布在载体上，然后用X射线照射样品，测量出射的衍射波，进而得到衍射图案。
X射线衍射仪由X射线管、样品支架、光学系统、检测器和计算机等组成。
X射线管产生X射线，经过光学系统聚焦后通过样品。
样品中的晶体结构会散射入射的X射线，散射波经过光学系统再次聚焦到检测器上，通过检测器的信号可以得到衍射图案。
根据衍射图案，可以通过相关数据分析获得样品的结晶结构和特征。
4.衍射图案分析衍射图案是X射线衍射分析的核心结果。
通过衍射图案的分析，可以获取材料的晶格常数、晶体结构、晶格取向和晶体畸变等信息。
衍射图样的主要特征是峰（peak），峰对应于衍射波的散射角度。
每个峰的位置、强度和形状都包含了样品的结构信息。
X射线衍射方法和介绍
1
– 最基本的衍射实验方法有三种：
• 粉末法
• 转晶法。
– 粉末法的样品是粉末多晶体，其样品容易取得，
衍射花样可提供丰富的晶体结构信息，通常作 为一种常用的衍射方法。 – 劳厄法和转晶法采用作为样品，应用较少。
2
6.1 粉末照相法
• 6.1.1 粉末法成像原理
– 样品的粉末很细，每颗粉末又包含好几颗 晶粒，这些晶粒的取向完全是无规则的。
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– （4）测角仪台面：
• 狭缝B、光阑F和计数管G固定于测 角仪台E上，台面可以绕O轴转动 （即与样品台的轴心重合），角 位置可以从刻度盘K上读取。
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– （5）测量动作：
• 样品台H和测角仪台E可以分另绕O轴转 动，也可机械连动，机械连动时样品台 转过θ角时计数管转2θ角，这样设计的目 的是使X射线在板状试样表面的入射角经 常等于反射角，常称这一动作为θ－2θ连 动。
• 一方面要满足布拉格方程反射条件； • 另一方面要满足衍射线的聚焦条件。
– 为达到聚焦目的，使X射线管的焦点S、
样品表面O、计数器接收光阑F位于聚 焦圆上。
30
31
• 在理想情况下，试样是弯曲的，曲率与 聚焦圆相同
• 对于粉末多晶体试样，在任何方位上总 会有一些（hkl）晶面满足布拉格方程产 生反射，而且反射是向四面八方的
• 但是，那些平行于试样表面的（hkl）晶 面满足入射角＝反射角＝θ的条件
32
• 此时反射线夹角为（π－2θ）
• （π－2θ）正好为聚焦圆的圆周角
• 由平面几何可知，位于同一圆弧上的圆 周角相等
• 所以，位于试样不同部位M，O，N处平 行于试样表面的（hkl）晶面，可以把各 自的反射线会聚到F点（由于S是线光源， 所以F点得到的也是线光源），这样便达 到了聚焦的目的。
X射线衍射分析
X射线衍射分析X射线衍射分析是一种广泛应用于材料科学和固态物理领域的实验技术。
通过照射物质样品，利用X射线在晶体中的衍射现象，可以获得有关物质结构和晶体学信息的重要数据。
本文将介绍X射线衍射分析的原理、应用和发展。
一、X射线衍射分析原理X射线衍射分析的基本原理是X射线的衍射现象。
当X射线照射到晶体上时，晶体中的原子会对X射线产生散射，形成一种有规律的衍射图样。
这个衍射图样会显示出晶体的结构信息，包括晶体的晶格常数、晶胞形状和晶体的定向等。
X射线衍射实验一般使用Laue方法或布拉格方法。
Laue方法是在一束平行的X射线照射下，观察其经过晶体后的衍射图样，通过分析该图样可以得到晶体的结构信息。
布拉格方法则是通过将一束X射线通过晶体，利用布拉格方程进行衍射角度的计算，从而确定晶体的晶格常数和定向。
二、X射线衍射分析应用X射线衍射分析被广泛应用于材料科学和固态物理领域。
它可以用来研究晶体的结构和晶体学性质，例如晶格参数、晶胞参数和晶体定向。
此外，X射线衍射还可以用于材料的质量控制和表征、相变研究、晶体缺陷分析等。
在材料科学领域，X射线衍射分析常用于矿物学、金属学和半导体学的研究。
例如，在矿物学中，通过X射线衍射分析可以确定矿石中的不同晶型矿物的比例和结构信息。
在半导体学中，X射线衍射分析可以帮助研究晶体管的晶格结构和界面形态。
三、X射线衍射分析的发展X射线衍射分析作为一种实验技术，随着科学研究的深入不断发展。
在仪器设备方面，X射线源的进步使得可以获得更高分辨率的衍射图样；探测器的改进使得观测和数据分析更加准确和高效。
同时，随着计算机技术的发展，数据处理和分析的速度大大提高，使得研究人员可以更直观、更准确地分析X射线衍射图样。
此外，X射线衍射分析的理论研究也在不断深入，衍射峰的定性和定量分析方法得到了大量改进，使得X射线衍射分析在材料科学研究中的应用更加广泛。
总结：X射线衍射分析是一种重要的实验技术，在材料科学和固态物理领域具有广泛的应用价值。
现代仪器分析——X射线衍射分析讲诉
方法(method)
变化
不变化 变化 变化
单晶体
周转晶体法(rotating-crystal method) 单晶体 不变化
劳埃（Laue）法 粉末法 (power method) 多晶体 不变化 单晶体衍射方法 周转晶体法 四圆衍射仪
5、X射线衍射的方向和强度
X射线衍射可归结为两方面的问题：衍射方向和衍射强度。
图 3.测角仪构造示意图及照片
精密光学系统
Bragg－Brentano衍射几何 设计原理： R1＝R2，试样转θ 角，探测器转2θ 角（ 2θ / θ 偶合）， 或试样不动，光管转θ ，探测器转θ （ θ /θ 偶合）
探测器
作用是接收样品衍射线(光子)信号转变为电 (瞬时脉冲)信号。 NaI闪烁计数器具有低背底（0.4cps）、高线 性范围2x106 cps；新型YAP晶体闪烁计数器的 线性范围高达1x107cps Si（Li）固体探测器具有极佳的能量分辨率。 可选择特定能量的光子进行响应。背景小于 0.01cps。
1
条件： 1.产生自由电子； 2. 使电子作定向的高速 运动; 3. 在其运动的路径上设 置一个障碍物使电子突 然减速或停止。
3
4 6 5
7
2
1-高压变压器;2-钨丝变压器； 3-X射线管；4-阳极； 5-阴极；6-电子；7-X射线
3、X射线管
封闭式X射线管实质上就是一个大的真空 5 7 （ 10 ~ 10 mmHg ）二极管。
二、基本原理
1、X射线的本质
• X射线的本质是电磁波，与可见光完全相 同，仅是波长短而已，因此具有波粒二像 性。
(1)波动性 (2)粒子性
X射线衍射本质：衍射的本质就是晶体中各原子相干散射波 叠加的结果。
x射线衍射表征
x射线衍射表征
X射线衍射是一种用于研究晶体结构的实验技术。
当X射线通过晶体时，由于晶格的周期性排列，X射线会发生衍射现象。
通过测量和分析衍射图样，可以推断出晶体的结构信息。
X射线衍射表征主要包括以下几个方面：
1. 衍射图样：通过测量和记录晶体衍射图样的强度和位置，可以得到一系列衍射峰。
每个衍射峰对应着晶体中不同晶面的衍射。
衍射图样的形状和强度分布可以提供关于晶体的结构信息。
2. 衍射角：衍射角是指入射X射线与晶面的夹角。
通过测量衍射角的数值，可以计算出晶面间的距离，进而推断出晶体的晶格常数。
3. 倍数：衍射峰的位置和强度可以用来计算晶体中原子的排列方式和相对位置。
通过分析衍射峰的强度和分布，可以得到晶体的对称性和晶胞结构。
4. 晶体结构解析：通过对衍射图样的详细分析，可以确定晶体的结构。
利用衍射角和衍射峰的位置，可以计算出晶体中原子的相对位置和排列方式。
这种方法被广泛应用于材料科学、化学、生物学等领域的晶体结构研究。
X射线衍射表征是一种重要的晶体结构研究方法，通过分析衍射图样的强度和位置，可以推断出晶体的结构信息。
这种方法在材料科
学、化学、生物学等领域具有广泛的应用。
X射线衍射分析
X射线衍射分析X射线衍射分析(X-ray Diffraction, XRD)是一种重要的材料分析技术，用于研究晶体的结构和性质。
它利用X射线的特征衍射现象，通过测量和分析样品对X射线的衍射图案，可以确定样品的晶胞、晶体结构、晶格常数等信息。
X射线衍射分析最早由德国物理学家Wilhelm Conrad Röntgen于1895年发现，并因此获得了1901年的诺贝尔物理学奖。
从那时起，X射线衍射分析在材料科学、物理学、化学等领域得到了广泛应用。
在X射线衍射实验中，样品首先被放置在样品支架上，然后被照射一束特定的X射线。
当X射线通过样品时，由于样品的晶体结构，它们将被散射成不同的角度。
探测器可以记录这些衍射角度和强度，并将其转换为衍射图谱。
通过分析衍射图谱，可以确定样品的晶体结构和晶胞参数。
这是因为每个晶体都有一组特定的晶胞参数，如晶格常数、晶体类别、晶胞形状等等。
根据衍射角度和衍射强度之间的关系，可以计算出这些晶胞参数。
除了确定晶体结构外，X射线衍射分析还可以用于确定晶体的物理性质，如晶格常数的变化、晶体的缺陷、晶体的应力情况等等。
通过对衍射图谱进行进一步的分析和计算，可以得到这些信息。
X射线衍射分析在材料科学中具有广泛的应用。
它可以用于研究各种不同类型的材料，如金属、陶瓷、液晶、聚合物等等。
通过确定晶体结构和物理性质，可以帮助科学家和工程师设计新的材料，改进现有材料的性能，解决材料失效问题等等。
总而言之，X射线衍射分析是一种重要的材料分析技术，通过测量和分析样品对X射线的衍射图案，可以确定样品的晶胞、晶体结构、晶格常数等信息。
它在材料科学、物理学、化学等领域具有广泛的应用，对于研究和开发新型材料具有重要意义。
X射线衍射分析
X射线衍射分析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。
目录简介应用实例认真内容理论进展简介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。
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，用具有充足能量的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），晶体的晶面反射遵从布拉格定律。
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。
应用实例样品要求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，假如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，并进行一般抛光或电解抛光，除去表面应变层。
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，辨别率低。
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，假如太少也需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多而杂的变换，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射线衍射图谱不会由于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比，从而确定物质的构成相，就成为物相定性分析的基本方法。
X射线衍射原理操作及结果分析-XRD全面介绍
(5) 开始收取数据
(6) 数据处理
3. 结果分析
（1）物相定性分析
主要的定性分析方法：
目前最为广泛应用的标准衍射数据库为衍 射数据国际中心ICDD（International Center for Diffraction Data）出版的粉末衍射卡，也 称PDF (Powder diffraction File)卡片，收录了 将近20万种有机和无机化合物的衍射数据。
1. 实验原理
根据晶体对X射线的衍射特征-衍射线的位 置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的 方法，就是X射线物相分析法。
Li VO6 PO4
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
2 (degree)
Intensity (a. u.)
每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。没 有任何两种物质，它们的晶胞大小、质点种类及其在晶胞 中的排列方式是完全一致的。因此，当X射线被晶体衍射 时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特 征可以用各个衍射晶面间距d和衍射线的相对强度I／I1来 表征。
0.4048(4)
4
O11 (4e)
0.1686(7)
0.1701(4)
0.4297(2)
4
O12 (4e)
0.1134(5)
0.3610(1)
0.5734(1)
4
Intensity (a. u.)
Li
Rwp factor ＝ 8.2%
VO6
PO4
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
X射线衍射分析
X射线衍射分析X射线衍射分析是一种用于研究材料晶体结构的重要技术。
通过利用X射线与晶体相互作用产生的衍射现象，可以确定材料的晶体结构、晶格参数和晶体中原子的排列方式。
本文将介绍X射线衍射的原理、仪器设备以及应用领域。
一、X射线衍射的原理X射线衍射基于布拉格方程，该方程描述了X射线在晶体中的衍射现象。
布拉格方程可以表示为：nλ = 2dsinθ其中，n为整数，表示不同的衍射级别；λ为入射X射线的波长；d为晶面间的距离；θ为入射X射线与衍射晶面的夹角。
根据布拉格方程，当入射X射线的波长和入射角度确定时，可以通过测量衍射角来确定晶面间的距离，从而推断晶体结构的特征。
二、X射线衍射仪器设备X射线衍射分析通常使用X射线衍射仪器进行实验。
主要的仪器设备包括X射线发生器、样品台、衍射角度测量装置以及检测器等。
X射线发生器用于产生高能量的X射线，通常采用射线管产生连续谱的X射线。
样品台用于将待测样品放置在适当的位置，使得X射线能够与样品相互作用。
衍射角度测量装置用于测量入射X射线与衍射晶面之间的夹角。
检测器用于记录衍射信号，常见的检测器有点状探测器、平板探测器等。
三、X射线衍射分析的应用X射线衍射分析广泛应用于材料科学、地质学、化学等领域。
具体应用包括：1. 确定晶体结构：通过测量X射线衍射的角度和强度，可以反推晶体的晶格参数和原子排列方式，从而确定晶体结构。
2. 相变研究：X射线衍射可以用于研究材料的相变行为，包括晶体到非晶体的相变、晶体向其他晶体结构转变的相变等。
3. 晶体质量分析：X射线衍射可以用于评估晶体的质量，包括晶体纯度、晶体缺陷等。
4. 定量分析：通过测量不同晶面的衍射强度，可以进行成分定量分析，推断样品中各组分的含量。
5. 晶体学研究：X射线衍射在晶体学研究中有着重要的地位，可以用于确定晶体的空间群、晶格参数等。
四、总结X射线衍射分析是一种有效的研究材料晶体结构的方法。
凭借其高分辨率、非破坏性的特点，X射线衍射已经成为材料科学领域中不可或缺的技术手段。
X射线衍射分析
X射线衍射分析X射线衍射是一种广泛应用于材料科学、生物学、化学等领域的分析技术，它通过衍射现象来研究晶体结构和晶体取向。
本文将介绍X 射线衍射分析的原理、方法以及在不同领域中的应用。
一、X射线衍射原理X射线衍射是指X射线入射到晶体上，由于晶体的周期性结构，X 射线在晶胞中遇到原子核或电子时会发生衍射。
根据布拉格定律，衍射角度与晶格常数、入射波长之间存在特定的关系，通过观察衍射角度和强度可以推断出晶体结构的信息。
二、X射线衍射方法1. 粉末衍射：将样品粉碎成粉末状，通过X射线衍射仪器进行衍射分析，可以获得材料的晶体结构信息。
2. 单晶衍射：用单一晶体进行X射线衍射分析，可以得到更为详细的结构信息，包括原子间的位置和取向。
三、X射线衍射在材料科学中的应用1. 晶体学研究：通过X射线衍射可以确定晶体结构和晶体学参数，揭示材料的性质和相态变化。
2. 晶体生长：X射线衍射可以监测晶体的生长过程，帮助调控晶体的形貌和性能。
四、X射线衍射在生物学中的应用1. 蛋白质结构：X射线衍射被广泛用于解析蛋白质的晶体结构，揭示蛋白质的功能和作用机制。
2. 细胞成像：通过X射线衍射可以对细胞结构进行高分辨率成像，为细胞生物学研究提供重要依据。
五、X射线衍射在化学分析中的应用1. 晶体化学：X射线衍射可以确定晶体中元素的位置和化学键的性质，为化学合成提供参考。
2. 晶体衍射敏感性分析：X射线衍射可以用于检测材料中微观结构的变化，分析化学反应的过程和机制。
总结：X射线衍射作为一种强大的分析技术，不仅在材料科学、生物学和化学领域有着重要的应用，还在许多其他领域有着广泛的应用前景。
随着仪器技术的不断进步，X射线衍射分析将在更多研究领域展现其重要作用。
X-射线衍射
X-射线衍射技术及物相分析技术一试验目的1 了解x 射线衍射原理和衍射仪操作规程2 掌握x 射线衍射物相定性分析的原理和试验方法3 了解PDF 卡片的查找额物相检索方法二 试验原理1衍射的概念和布拉格方程用布拉格方程描述X 射线在晶体中的衍射几何时，是把晶体看作是出许多平行的原子面堆积而成、把衍射线看作是原子面对入射线的反射。
这也就是说，在X 射线照射到的原子面中，所有原子的散射波在原子面的反射方向上的相位是相同的，是干涉加强的方向。
用布拉格方程描述X 射线在晶体中的衍射几何时，是把晶体看作是出许多平行的原子面堆积而成、把衍射线看作是原子面对入射线的反射。
这也就是说，在X 射线照射到的原子面中，所有原子的散射波在原子面的反射方向上的相位是相同的，是干涉加强的方向。
由于X 射线的波长短、穿透力强，因此X 射线不仅可照射到晶体表面，使晶体表面的原子成为散射波源，而且可以照射到晶体内一系列平行的原子面使晶体内部的原子成为散射波源。
如果相邻两个晶面的反射线的周相差为2π的整数倍（或光程差为波长的整数倍），则所有平行晶面的反射线可一致加强，从而在该方向上获得衍射。
入射线照射到AA 晶面后，反射线为MN ；另一条平行的入射线照射到相邻的晶面BB 后，反射线为M2N2。
这两束X 射线到达S 处的程差为：δ=BD+BF 如果晶面间距为d ，则：δ=dSinθ+dSinθ=2dSinθ如果散射（入射）X 射线的波长为λ，则在这个方向上散射线互相加强的条件为： 2d sinθ=nλ。
d d n 21sin 2/<<=λθλ 同一晶面的n 级衍射，可以看做晶面间距为d/n 的晶面的一级衍射。
将这种晶面叫做干涉面。
λθ=sin D 2 2 X 射线的衍射强度衍射强度与衍射面上原子的种类及其排列位置有关，我们把因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象称之为“系统消光”。
定量表示原子排列及原子种类对衍射强度影响规律的参数称为结构因子，即原子种类对衍射强度的影响因子。
简述x射线衍射分析的原理及应用
简述X射线衍射分析的原理及应用1. 原理介绍1.1 X射线衍射的基本原理X射线衍射是一种通过射线与晶体相互作用来研究晶体结构的方法。
当X射线通过晶体时，射线会被晶体的原子散射，形成衍射现象。
根据衍射现象可以得到晶体的衍射图样，进而推断晶体的结构和参数。
1.2 劳厄方程X射线衍射的重要基本原理是劳厄方程，其数学表达式为：n λ = 2 d sin θ其中，n表示衍射级别，λ表示入射X射线波长，d表示晶体的晶面间距，θ表示衍射角。
2. 应用领域2.1 结晶学X射线衍射分析在结晶学领域中得到广泛应用。
通过衍射图样的解析，可以得到晶体结构的详细信息，如晶胞参数、晶胞对称性等。
这对于研究晶体的物理、化学性质以及材料的合成和制备具有重要意义。
2.2 材料科学X射线衍射分析在材料科学领域中也有着重要的应用。
利用衍射技术，可以研究材料的晶体结构和晶体取向关系，进而推测材料的内部缺陷、晶格畸变等信息。
这对于材料的改进和性能优化具有重要意义。
2.3 矿物学在矿物学领域，X射线衍射分析被广泛用于鉴定矿物样品的组成和结构。
通过衍射图样的解析，可以判断矿物中存在的晶系、晶胞参数等信息，从而对矿物进行鉴定和分类。
2.4 生物科学X射线衍射在生物科学领域中也扮演着重要的角色。
通过衍射探测技术，可以研究生物大分子（如蛋白质、核酸等）的结构和构象，揭示其功能和相互作用机理。
这对于理解生命的基本原理以及药物研发具有重要意义。
2.5 化学分析X射线衍射分析也可以用于化学分析领域。
通过衍射技术，可以定量分析样品中不同晶相的含量，判断样品中的氧化物、硫化物、氮化物等化合物的结构信息，同时还可以检测样品的晶格畸变和应力情况。
3. 总结X射线衍射分析是一种通过射线与晶体相互作用来研究晶体结构的重要方法。
其基本原理主要建立在劳厄方程的基础上。
X射线衍射分析广泛应用于结晶学、材料科学、矿物学、生物科学和化学分析等领域，为相关领域的研究和应用提供了重要的支持和帮助。
X射线衍射分析技术全解
X射线衍射分析技术全解首先，X射线衍射分析是利用X射线在物质中的散射现象来研究物质的结构和性质的一种方法。
当X射线穿过物质时，会与物质中的电子发生相互作用，引起X射线的散射。
X射线衍射实验可以得到一种叫做衍射图样的图像，这种图像展示了材料的晶体结构和原子排列情况，从而可以得到材料的晶体结构参数。
2dsinθ = nλ其中，d是晶面的晶格间距，θ是入射角和衍射角的夹角，n为整数，λ为X射线的波长。
通过改变入射角θ和测得的衍射角，可以计算出晶面的晶格间距。
通过X射线衍射实验可以获得的主要信息有：1.晶体结构：通过测量衍射图样中的衍射峰位置和强度，可以确定晶格类型、晶胞参数和晶体结构。
2.晶体缺陷：衍射图样中的衍射峰的形状和位置可以提供晶体缺陷信息，如晶体的位错、脱位和孪晶等。
3.结晶度：通过衍射峰的形状和宽度可以评估晶体的完整程度和结晶度。
4.晶体相组成：不同的晶体表现出不同的衍射图样，通过匹配实验测得的衍射图样与数据库中的标准数据，可以确定材料的组成成分。
X射线衍射实验通常需要在专门的设备中进行，最常用的设备是X射线衍射仪。
X射线衍射仪通常由X射线源、样品台、探测器和数据处理系统组成。
X射线源产生X射线，样品台用于固定和转动样品，探测器用于探测衍射信号，数据处理系统用于处理和分析衍射数据。
在实际应用中，X射线衍射分析技术被广泛应用于材料科学、固态物理、化学、地质学等领域。
它可以用于研究金属、无机材料、有机材料以及生物材料的结构和性质。
例如，X射线衍射可以用于确定合金中的晶体相组成、材料的晶格畸变和晶界的分析。
此外，X射线衍射还可以用于研究材料的动态行为，如晶体的相变、晶体生长和退火等。
总结起来，X射线衍射分析技术是一种重要的材料表征技术，可以通过与材料相互作用的X射线的散射模式来确定材料的晶体结构、晶格参数、晶体缺陷和材料的相组成等信息。
它是一个非常有用和广泛应用的实验方法，对研究材料的结构和性质具有重要意义。
X射线衍射技术的原理与物相分析
X射线衍射技术的原理与物相分析摘要：现代多晶体X光线衍射解析法最通常使用的基础仪器设备是X光线粉状衍射仪,它也是许多研究所、试验室、高等院校和国家质量监督检查机关的必要设施,本篇主要阐述了X光线粉状衍射仪的基础原理,及其采用此仪器设备的现代多晶体X光线衍射物相稳定性解析法和定量分析。
关键词：X光线;布拉格衍射方程;物相解析;粉末衍射卡片集1 基本原理1.1 X射线衍射介绍多晶X射线衍射解析法也被叫做粉状X射线衍射解析法,在使用本法时要首先将试样做成非常细小的粉状,然后再对粉状进行压块制样。
它有许多好处,比如粉状X射线衍射解析法就是一个非破坏性的实验分析,尤其有利于:可以做物相研究;也能够计算一些晶态化合物的分子结构参数和晶体结构;同样也能够计算非晶体物,所以,它是化学物理学中一个十分重要的实验法。
使用的衍射性仪为BDX系统半自动粉末式X射线衍射仪,它是把传统衍射仪技术与计算机二者融合起来的一个先进的智能化和自动化的实验仪器设备,能够借助应用程序,直接在计算机上操控衍射仪,进行数据的收集、处理与分析,缩短了操作者与仪器设备之间的接触时间,也因而降低了X辐射对人体的损伤。
1.2 X射线衍射仪的基本原理X射线衍射分析方法是指运用晶格中形成的X光线衍射现象,对物体实现内部分子在空间分布状态下的结构解析。
当形成于特定波段的X辐射光照在结晶性物体上时,X辐射会因在晶体内出现规律顺序的原子或电离而形成散射,发散的X辐射光在特定方向上相位受到了强化。
该方法的主要优点,就是能够掌握元素中存在的物质态、以及原子间相互作用组合的方法,从而可开展价态分析,并进行对环境固体污染物质的物相鉴别,如大气颗粒物中的风沙和泥土成分、工业生产废气的金属及其物质(粉尘)、工业车辆排放中卤化铅的成分、土壤和水域沉积物,以及海洋悬浮液中金属存在的状况等。
因为X射线波长短,以及光子能力大的这二种特点,当X光线照射到物体上产生的效果,与当可见光照射到物体上所产生的效果,是完全不同的。
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X 射线衍射貌相技术介绍
X 射线衍射貌相技术，是分析单晶结构材料的一种比较新的技术。
它区别与比较传统的分析技术，如光学显微镜和SEM （扫描电子显微镜），有其自身的特点和优势。
以下简介中，主要是对以蓝宝石（sapphire ）为样品的一系列X 射线衍射貌相的分析实验。
X 射线衍射貌相技术
X 射线衍射貌相技术，是一种无损伤性的分析技术，可以对尺度在微米级到厘米级的单晶结构中的微缺陷进行分析。
如下图，为它的装置工作示意图：
图中，入射X 射线照射到样品台上的样品，然后发生衍射，衍射线照射到底片上产生貌相图。
这就是X 射线衍射貌相装置的基本工作示意图，现在，一般在成像部分，连接的是计数器和计算机，然后利用专门的计算机软件对计数器收集到的信息进行处理，可以方便的直接得到貌相图片。
X 射线衍射貌相技术，其原理，即基于晶体X 射线的衍射现象；主要有两个定理（在课上已经说过）劳厄(Laue)方程和布拉格(Bragg)方程。
而由于劳厄方程有三个矢量方程组，且与布拉格方程是等价的，故不常用，此文中介绍了布拉格方程。
布拉格把晶体的衍射理解为晶体点阵平面族的选择性反射，产生衍射的条件如下:
λθn d =sin 2
（摘自《晶体X 射线衍射学基础》）
取n=1,E hc /=λ时，得到
θsin 2/d hc E =
其中，E 为入射X 射线的能量，h 为普朗克常数，c 为光速，d 为晶面间距，θ为布拉格角。
从上式中可以看出，要使X 射线衍射条件成立，对入射X 射线的能量，单晶样品（入射晶
面）面和入射X射线到样品的布拉格角有要求。
实验中的应用
图中为半圆顶型蓝宝石样品。
可以看得，样品看上去完美无缺，极为光洁，但是实际上，在样品的制作和后续处理中，常常会引入更多肉眼看不见的缺陷。
此时，就要借助各种分析技术来进行分析。
应用X射线貌相技术后，看得的缺陷：
可以看到，在光洁的表面上，用X射线貌相得到的貌相图上看到了类似与划痕的缺陷。
这些就是样品近表面的缺陷的X射线貌相图。
在通过进一步的分析，可以得到具体是什么缺陷（一般可以配合其他工具使用，如光学显微镜和扫描电子显微镜）。
X射线衍射貌相仪和光学显微镜：
图中显示的是长条状的蓝宝石样品的图像：第一张是用X射线衍射貌相仪器得到的貌相图；第二三张是光学显微镜得到的。
光学检测运用了35倍的放大率，但是只是看见了在X射线貌相图中得到的双线中的一条。
这两条线，代表了样品中有由于机械处理过程中所引入的缺陷，用X射线貌相术能发现两条，但光学则对较为弱（weaker,较小较细）的不敏感，超出
了其分辨范围。
X射线衍射貌相仪和SEM
这部分应用到了蓝宝石碎片样本，分别用两种方法成像得到如下两图：
SEM检测抛光面但是却检测不到样品表面的划痕，位移缺陷（第二图），但是在第一张图中，应用X射线貌相术可以清楚的看到位错（图中弯曲的黑线）和裂痕（黑色长条状线）。
虽然，光学显微镜和扫描电子显微镜，在成像时有一些不足，如各种实验成像图的对比，但同样，X射线亦有不足之处，所以两者互相的补充将得到更好的晶体的近表面分析报告。
与传统分析方法的区别
由实验中可以分析得出：
1.光学显微镜（OM），可以检测在透明或半透明材料的缺陷，基于反射，但是，一旦
缺陷太小或太细，它就不能显示出来。
2.SEM，能分析检测单晶材料中的缺陷，但是图像不完整。
3.X射线貌相技术，可以分析单晶材料，可以得到完整的图像，且对样品无损伤，即
可以多次的实验；但是得到的图像非直观图像（可以比较上面列举的图片，发现用
X射线衍射貌相术的到的缺陷表示都是弯曲的黑线等等，且图形与样品有变形，这
是由于衍射后的原因），需要分析。
文章结论
X射线衍射貌相技术，是一种有广阔的发展的缺陷分析技术，它可以对单晶结构材料缺陷的传统分析方法进行辅助和补充；它能得出传统分析方法所不能的微小缺陷，且其无损伤性质对多次实验来说很重要。
参考资料
1. 《X-Ray Topography for Fractography of Single-Crystal Components》
2. 《固体物理实验方法——X射线结果分析》
3. 《晶体X射线衍射学基础》。