一文看懂X射线衍射仪的基本原理

　　1、X射线衍射仪的基本构造

　　广宇科技（深圳）有限公司

　　XRD衍射仪的适用性很广，通常用于测量粉末、单晶或多晶体等块体材料，并拥有检测快速、操作简单、数据处理方便等优点，是一个标标准准的“良心产品”。

　　在X射线衍射仪的世界里，X射线发生系统（产生X射线）是“太阳”，测角及探测系统（测量2θ和获得衍射信息）是其“眼睛”，记录和数据处理系统是其“大脑”，三者协同工作，输出衍射图谱。在三者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，毕竟眼睛是心灵的窗户嘛！

　　2、X射线产生原理

　　X射线是一种频率很高的电磁波，其波长为10-8-10-12m远比可见光短得多，因为其穿透力很强，并且其在磁场中的传播方向不受影响。小提示：X射线具有一定的辐射，对人体有一定的副作用，目前主要铅玻璃来进行屏蔽。

　　X射线是由高速运动的电子流或其他高能辐射流（γ射线、中子流等）流与其他物质发生碰撞时骤然减速，且与该物质中的内层原子相互作用而产生的。

　　不同的靶材，因为其原子序数不同，外层的电子排布也不一样，所以产生的特征X射线波长不同。使用波长较长的靶材的XRD所得的衍射图峰位沿2θ轴有规律拉伸；使用短波长靶材的XRD谱沿2θ轴有规律地被压缩。但需要注意的是，不管使用何种靶材的X射线管，从所得到的衍射谱中获得样品面间距d值是一致的，与靶材无关。

　　辐射波长对衍射峰强的关系是:衍射峰强主要取决于晶体结构，但是样品的质量吸收系数（MAC）与入射线的波长有关，因此同一样品用不同耙获得的图谱上的衍射峰强度会有稍微的差别。特别是混合物，各相之间的MAC都随所选波长而变化，波长选择不当很可能造成XRD定量结果不准确。

　　因为不同元素MAC突变拥有不同的波长，该波长就称为材料的吸收限，若超过了这个范围就会出现强的荧光散射。所以分析样品中的元素选择靶材时，一般选择原子序数比靶的元素的原子序数小1至4。就会出现强的荧光散射。例如使用Fe靶分析主要成分元素为FeCoNi的样品是合适的，而不适合分析含有MnCrVTi的物质常见的阳极靶材有：Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Mo,Ag,W,是Cu靶。

　　靶材种类主要特长用途Cu适用于晶面间距0.1-1n测定几乎全部标定，采用单色滤波，测试含Cu试样时有高的荧光背底；如采用Kβ滤波，不适用于Fe系试样的测定。CoFe试样的衍射线强，如采用Kβ滤波，背底高适宜于用单色器方法测定Fe系试样FeFe试样背底小适宜于用滤波片方法测定Fe系试样Cr波长长包括Fe试样的应用测定，利用PSPC-MDG的微区测定Mo波长短奥氏体相的定量分析，金属箔的透射方法测量（小角散射等）W连续X射线单晶的劳厄照相测定3