准晶x射线衍射图谱特征x射线衍射分析晶体结构的原理

  X射线衍射分析是一种用于测定晶体结构的方法。它的原理基于晶体对X射线的衍射，即X射线在穿过晶体时会被晶体中的原子散射，形成衍射图案。通过对衍射图案的分析，可以确定晶体的结构。

  衍射现象：当X射线通过晶体时，会被晶体中的原子吸收、散射和折射。其中，散射是最为重要的现象。散射会产生新的波前，这些波前在晶体内相互干涉，产生一系列的衍射光斑。

  衍射图案：将这些衍射光斑投影到摄影胶片上，就会得到一张衍射图案。这张图案是晶体结构的指纹，可以提供有关晶体原子排列的信息。

  布拉格定律：布拉格定律是X射线衍射分析的基本定律。它表明，当入射X射线与晶体平面的夹角满足一定条件时，晶体会发生共面衍射，形成强的衍射光斑。布拉格定律的数学表达式是：nλ = 2d sinθ，其中n是整数，λ是X射线的波长，d是晶面间距，θ是入射X射线与晶面的夹角。

  结构分析：通过测量衍射图案中的衍射光斑的位置、强度和形状等信息，可以计算出晶体中的原子间距、原子位置和晶体结构等参数。这些参数可以用于确定晶体的结构。

  X射线入射到晶体表面时，由于晶体结构中原子的排列方式具有周期性，X射线会被晶体中的原子散射，并沿着不同角度、不同方向传播，在晶体表面形成一系列交叉的干涉条纹。这些干涉条纹的位置和形状与晶体的结构有关，因此可以通过对条纹进行精密测量和分析，推导出晶体的结构信息。

  原理:将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时,X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射,散射的X射线在某些方向上相位得到加强,从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。

  x射线的波长和晶体内部原子面之间的间距相近，晶体可以作为X射线的空间衍射光栅，即一束X射线照射到物体上时，受到物体中原子的散射，每个原子都产生散射波，这些波互相干涉，结果就产生衍射。衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。分析衍射结果，便可获得晶体结构。以上是1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出的一个重要科学预见，随即被实验所证实。1913年，英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg，W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上，不仅成功的测定了NaCl，KCl等晶体结构，还提出了作为晶体衍射基础的著名公式——布拉格方程：2dsinθ=nλ。

  对于晶体材料，当待测晶体与入射束呈不同角度时，那些满足布拉格衍射的晶面就会被检测出来，体现在XRD图谱上就是具有不同的衍射强度的衍射峰。对于非晶体材料，由于其结构不存在晶体结构中原子排列的长程有序，只是在几个原子范围内存在着短程有序，故非晶体材料的XRD图谱为一些漫散射馒头峰。

  X射线衍射仪是利用衍射原理，精确测定物质的晶体结构，织构及应力，精确的进行物相分析，定性分析，定量分析。广泛应用于冶金，石油，化工，科研，航空航天，教学，材料生产等领域。