X射線衍射儀在當(dāng)今科技領(lǐng)域里用來分析各種物質(zhì)成分結(jié)構(gòu)的測試儀器已得到了廣泛的應(yīng)用。對材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)、環(huán)境、納米材料、生物等領(lǐng)域來說,X射線衍射儀都是物質(zhì)表征和質(zhì)量控制*的方法。XRD能分析晶體材料諸如產(chǎn)業(yè)廢棄物、礦物、催化劑、功能材料等的相組成分析,大部分晶體物質(zhì)的定量、半定量分析;晶體物質(zhì)晶粒大小的計算;晶體物質(zhì)結(jié)晶度的計算等。
X射線衍射儀的原理:
x射線的波長和晶體內(nèi)部原子面之間的間距相近,晶體可以作為X射線的空間衍射光柵,即一束X射線照射到物體上時,受到物體中原子的散射,每個原子都產(chǎn)生散射波,這些波互相干涉,結(jié)果就產(chǎn)生衍射。衍射波疊加的結(jié)果使射線的強(qiáng)度在某些方向上加強(qiáng),在其他方向上減弱。分析衍射結(jié)果,便可獲得晶體結(jié)構(gòu)。以上是1912年德國物理學(xué)家勞厄(M.vonLaue)提出的一個重要科學(xué)預(yù)見,隨即被實驗所證實。1913年,英國物理學(xué)家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在勞厄發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,不僅成功的測定了NaCl,KCl等晶體結(jié)構(gòu),還提出了作為晶體衍射基礎(chǔ)的公式--布拉格方程:2dsinθ=nλ。
X射線衍射儀主要部件包括4部分:
(1)高穩(wěn)定度X射線源提供測量所需的X射線,改變X射線管陽極靶材質(zhì)可改變X射線的波長,調(diào)節(jié)陽極電壓可控制X射線源的強(qiáng)度。
(2)樣品及樣品位置取向的調(diào)整機(jī)構(gòu)系統(tǒng)樣品須是單晶、粉末、多晶或微晶的固體塊。
(3)射線檢測器檢測衍射強(qiáng)度或同時檢測衍射方向,通過儀器測量記錄系統(tǒng)或計算機(jī)處理系統(tǒng)可以得到多晶衍射圖譜數(shù)據(jù)。
?。?)衍射圖的處理分析系統(tǒng)現(xiàn)代X射線衍射儀都附帶安裝有專用衍射圖處理分析軟件的計算機(jī)系統(tǒng),它們的特點是自動化和智能化。