X射線衍射法是一種利用單色X射線光束照射到一顆晶體(單晶X射線衍射法,SXRD)或眾多隨機取向的微小晶體(粉末X射線衍射法,PXRD)來測量樣品分子三維立體結構或特征X射線衍射圖譜的檢測分析方法。X射線衍射方法具有不損傷樣品、無污染、快捷、測量精度高、能得到有關晶體完整性的大量信息等優點。因此,X射線衍射分析法作為材料結構和成分分析的一種現代科學方法,已逐步在各學科研究和生產中廣泛應用。
X射線衍射儀是由X射線光源(直流高壓電源、真空管、陽極靶)、準直系統(準直管、樣品架)、儀器控制系統(指令控制、數據控制)、冷卻系統組成。
X射線衍射儀廣泛應用于物理、化學、藥物學、冶金學、高分子材料、生命科學及材料科學。可以分析黏土礦物、合金、陶瓷、食品、藥物、生物材料、建筑材料、高分子材料、半導體材料、超導材料、納米材料、超晶格材料和磁性材料的物相鑒定,材料可以是單晶體、多晶體、纖維、薄膜等片狀、塊狀、粉末狀固體。
(1)當材料由多種結晶成分組成,需區分各成分所占比例,可使用XRD物相鑒定功能,分析各結晶相的比例。
(2)很多材料的性能由結晶程度決定,可使用XRD結晶度分析,確定材料的結晶程度。
(3)新材料開發需要充分了解材料的晶格參數,使用XRD可快捷測試出點陣參數,為新材料開發應用提供性能驗證指標。
(4)產品在使用過程中出現斷裂、變形等失效現象,可能涉及微觀應力方面影響,使用XRD可以快捷測定微觀應力。
(5)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據。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。