X射线衍射仪

特征X射线及其衍射X射线为一种波长（0.06-20纳米）非常短的电磁波，可以将一定厚度的物质穿透，并且可以让体电离、照相机乳胶感光以及荧光物质发光。使用高能电子束对金属靶加以轰击使X射线产生，其具有靶中元素相对应的特定波长，叫做特征X射线。例如0.154056纳米为铜靶对应的X射线波长。

X射线衍射仪的英文名称为X-ray Powder diffractometer，XPD或XRD为其简写。有时会将其称为x射线多晶体衍射仪，英文名称为X-ray polycrystalline diffractometer，XPD或XRD依然是它的简写。

原理

与晶体内部原子面之间的间距相比较，x射线的波长比较接近，晶体能够作为X射线的空间衍射光栅，也就是一束X射线往物体上照射时，受到物体中原子的散射，每个原子均有散射波产生，这些波相互干涉，结果就使得衍射产生。在某些方向上加强射线的强度，在其他方向上减弱就是在其他方向上减弱。对衍射结果进行分析，就能够使晶体结构获得。上述为德国物理学家劳厄(M.von Laue)在1912年提出的一个重要科学预见，随即被实验所证实。基于劳厄的发现，英国物理学家布拉格父子在1913年不但将NaCl，KCl等晶体结构成功的测定了，而且将布拉格方程：2dsinθ=nλ这一作为晶体衍射基础的著名公式提了出来。

对于非晶体材料来说，因为其结构晶体结构中原子排列的长程有序不存在，仅仅是在几个原子范围内有短程有序存在着，所以一些漫散射馒头峰是非晶体材料的XRD图谱。

对于晶体材料而言，如果待测晶体和入射束呈现的角度有所不同，那么就会检测出那些满足布拉格衍射的晶面。就是具有不同的衍射强度的衍射峰体现在XRD图谱上。

X射线衍射仪是利用衍射原理对物质的晶体结构，织构及应力进行非常精确的测定，精确地进行定量分析，定性分析以及物相分析。在冶金，石油，化工，科研，航空航天，教学，材料生产等领域

特征X射线及其衍射X射线为一种波长（0.06-20纳米）非常短的电磁波，可以将一定厚度的物质穿透，并且可以让体电离、照相机乳胶感光以及荧光物质发光。使用高能电子束对金属靶加以轰击使X射线产生，其具有靶中元素相对应的特定波长，叫做特征X射线。例如0.154056纳米为铜靶对应的X射线波长。

X射线衍射仪的英文名称为X-ray Powder diffractometer，XPD或XRD为其简写。有时会将其称为x射线多晶体衍射仪，英文名称为X-ray polycrystalline diffractometer，XPD或XRD依然是它的简写。

基本构造

X射线衍射仪有着多种多样的形式，也有着多种多样的用途，然而其却具有非常相似的基本结构

X射线衍射仪的形式多种多样，用途各异，但其基本构成很相似，为X射线衍射仪的基本构造原理图，主要部件包括4部分。

1、射线检测器

对衍射强度进行检测或者同时对衍射方向进行检测，利用仪器测量记录系统或计算机处理系统能够使多晶衍射图谱数据获得。

2、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。

3、 高稳定度X射线源　

对测量所需的X射线进行提供，对X射线管阳极靶材质加以改变能够对X射线的波长进行改变，对阳极电压进行调节能够对X射线源的强度进行控制。

4、样品及样品位置取向的调整机构系统　

样品必须为微晶、多晶、粉末或者单晶的固体块。

进展

自从硫酸铜晶体的衍射现象在1912年被劳厄等发现以来的100年里，在人们认识自然、探索自然方面，尤其是在凝聚态物理、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，X射线衍射这一重要探测手段所发挥的作用相当的积极。新的方法层出不穷以及持续开拓的新领域，尤其是兴起了的自由电子激光以及同步辐射光源，依然在不断地拓展X射线衍射研究方法。例如共振

特征X射线及其衍射X射线为一种波长（0.06-20纳米）非常短的电磁波，可以将一定厚度的物质穿透，并且可以让体电离、照相机乳胶感光以及荧光物质发光。使用高能电子束对金属靶加以轰击使X射线产生，其具有靶中元素相对应的特定波长，叫做特征X射线。例如0.154056纳米为铜靶对应的X射线波长。

X射线衍射仪的英文名称为X-ray Powder diffractometer，XPD或XRD为其简写。有时会将其称为x射线多晶体衍射仪，英文名称为X-ray polycrystalline diffractometer，XPD或XRD依然是它的简写。

主要参数

三个物理量：由图中能够看出，衍射峰位置(2θ)、衍射峰强度(I)及衍射峰形状(f(x))能够直接从衍射谱上获得。

粉末衍射能够解决的任何问题或者可求得的任何结构参数通常均是基于此三个物理量的。

主要技术参数:

一台好的仪器应当可以将2θ、I及f(x)精确(测量重复性好)并准确(测得的数值与其真值相符)的获得，如下几个主要参数需要被留心。

1、探测器的效率：

品种不同，探测器的效率也会有所差异。

2、计数的线性范围：

和强度测量的准确性相关，通常在cps。校正软件附加在许多仪器上，宣称能够达到cps。

3、衍射角(2θ)的测量准确度和精确度

4、分辨率：

分辨率由常用的Si(311)衍射峰的半高宽来代表。对于通常的实验室粉末衍射仪，此值大概在0.05度~0.1度之间。

5、X射线发生器的稳定度：

此不但和所测衍射强度的准确可靠相关，并且和所有部件的准确和稳定相关。现代粉末衍射仪的光源稳定性通常保持在外电源变化10%以内，输出变化0.01%以内。

6、X射线管的功率：

常用的转靶为2kw和18kw；对于密封式X射线管，Co、Fe、Ni等靶通常比2kw要小，Ag、Mo、W等靶通常要比2kw要大，Cu靶通常就是2kw。

7、单色器的效率：

单色器的效率应当不比25%要小。

特征X射线及其衍射X射线为一种波长（0.06-20纳米）非常短的电磁波，可以将一定厚度的物质穿透，并且可以让体电离、照相机乳胶感光以及荧光物质发光。使用高能电子束对金属靶加以轰击使X射线产生，其具有靶中元素相对应的特定波长，叫做特征X射线。例如0.154056纳米为铜靶对应的X射线波长。

X射线衍射仪的英文名称为X-ray Powder diffractometer，XPD或XRD为其简写。有时会将其称为x射线多晶体衍射仪，英文名称为X-ray polycrystalline diffractometer，XPD或XRD依然是它的简写。

应用

油田录井

Olympus便携式X 射线衍射仪能够将岩石的矿物组成及相对含量直接地分析出来，并且使定性、定量的岩性识别方法形成。使技术保障被提供给了录井随钻岩性快速识别、建立地质剖面。特定的X 射线衍射图谱为每种矿物所具有。样品中某种矿物含量正比于其衍射峰和强度。一种物质成分的衍射图谱在混合物中与其他物质成分的存在与否不相干。此为X 射线衍射做相定量分析的根基。X 射线衍射相当于晶体的“指纹”。物质不同，其所具有的X 射线衍射特征峰值(点阵类型、晶胞大小、晶胞中原子或分子的数目、位置等)也会存在差异。若结构参数不同存在差异，那么X 射线衍射线位置与强度也会有所不一样，因此通过对X 射线衍射线位置与强度进行比较就能够将不同的矿物成分区分出来，地层中各种矿物的相对含量为X 射线衍射仪主要采集的对象，并且对包括石英、钾长石、斜长石、方解石、白云石、黄铁矿等近30 种矿物成分的标准图谱进行系统采集。岩石岩性能够利用矿物成分的相对含量来加以确定，定量化的参考依据提供给了定量化的参考依据，使特殊钻井条件下岩性识别准确度得以提高。