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X射線衍射儀是研究物質的物相和晶體結構的主要儀器
閱讀：1332 發(fā)布時間：2020-6-9
X射線衍射儀是研究物質的物相和晶體結構的主要儀器。當某物質(晶體或非晶體)進行衍射分析時，該物質被X射線照射產生不同程度的衍射現象，物質組成、晶型、分子內成鍵方式、分子的構型、構象等決定該物質產生*的衍射圖譜。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(yōu)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射線衍射儀原理：
X射線同無線電波、可見光、紫外線等一樣，本質上都屬于電磁波，只是彼此之間占據不同的波長范圍而已。X射線的波長較短，大約在10-8～10-10cm之間。X射線分析儀器上通常使用的X射線源是X射線管，這是一種裝有陰陽極的真空封閉管，在管子兩極間加上高電壓，陰極就會發(fā)射出高速電子流撞擊金屬陽極靶，從而產生X射線。當X射線照射到晶體物質上，由于晶體是由原子規(guī)則排列成的晶胞組成，這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長有相同數量級，故由不同原子散射的X射線相互干涉，在某些特殊方向上產生強X射線衍射，衍射線在空間分布的方位和強度，與晶體結構密切相關不同的晶體物質具有自己*的衍射樣，這就是X射線衍射的基本原理。
當一個外來電子將K層的一個電子擊出成為自由電子（二次電子），這是原子就處于高能的不穩(wěn)定狀態(tài)，必然自發(fā)地向穩(wěn)態(tài)過渡。此時位于外層較高能量的L層電子可以躍遷到K層。能量差ΔE=EL-EK=hν將以X射線的形式放射出去，其波長λ＝h/ΔE必然是個僅僅取決于原子序數的常數。這種由L→K的躍遷產生的X射線我們稱為Kα輻射，同理還有Kβ輻射，Kγ輻射。不過應當知道離開原子核越遠的軌道產生躍遷的幾率越小，所以高次輻射的強度也將越來越小。
X射線衍射儀主要應用于包括金屬和合金等樣品的物相定性或定量分析，晶體結構分析，材料的織構分析，宏觀應力或微觀應力的測定，晶粒大小測定，結晶度測定等。廣泛應用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學、材料生產等領域。