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特征X射線及其衍射X射線是一種波長(0.06-20nm)很短的電磁波，能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相機乳膠感光、氣體電離。用高能電子束轟擊金屬靶產(chǎn)生X射線，它具有靶中元素相對應的特定波長，稱為特征X射線。
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)果使射線的強度在某些方向上加強，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)。
對于晶體材料，當待測晶體與入射束呈不同角度時，那些滿足布拉格衍射的晶面就會被檢測出來，體現(xiàn)在XRD圖譜上就是具有不同的衍射強度的衍射峰。對于非晶體材料，由于其結(jié)構(gòu)不存在晶體結(jié)構(gòu)中原子排列的長程有序，只是在幾個原子范圍內(nèi)存在著短程有序，故非晶體材料的XRD圖譜為一些漫散射饅頭峰。
X射線衍射儀是利用衍射原理，準確測定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，織構(gòu)及應力，準確的進行物相分析，定性分析，定量分析。廣泛應用于冶金，石油，化工，科研，航空航天，教學，材料生產(chǎn)等領(lǐng)域。
X射線衍射儀的形式多種多樣，用途各異，但其基本構(gòu)成很相似，為X射線衍射儀的基本構(gòu)造原理圖，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射線源的強度。
(2) 樣品及樣品位置取向的調(diào)整機構(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)或計算機處理系統(tǒng)可以得到多晶衍射圖譜數(shù)據(jù)。
(4) 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衍射圖處理分析軟件的計算機系統(tǒng), 它們的特點是自動化和智能化。
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