X射線衍射儀的英文名稱是X-ray Powder diffractometer簡寫為XPD或XRD。有時會把它叫做x射線多晶體衍射儀,英文名稱為X-ray polycrystalline diffractometer簡寫仍為XPD或XRD。
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,結果就產(chǎn)生衍射。衍射波疊加的結果使射線的強度在某些方向上加強,在其他方向上減弱。分析衍射結果,便可獲得晶體結構。
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,由于其結構不存在晶體結構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射線衍射儀的形式多種多樣,用途各異,但其基本構成很相似,主要部件包括4部分。
?。?) 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)整機構系統(tǒng) 樣品須是單晶、粉末、多晶或微晶的固體塊。
?。?) 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用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。