XRD(X射线衍射)技术是一种广泛应用于材料科学领域的分析方法,其核心原理基于布拉格定律和晶体结构的周期性特性。当一束单色X射线照射到具有规则排列原子的晶体上时,这些原子会作为散射源产生相干散射。根据布拉格方程 \( n\lambda = 2d\sin\theta \),其中 \( n \) 是整数,\( \lambda \) 是X射线波长,\( d \) 是晶面间距,\( \theta \) 是入射角与反射角之间的夹角,满足这一条件的晶面将发生衍射。
通过测量不同角度下的衍射强度分布,可以获取关于样品晶体结构的信息。例如,峰的位置对应于特定的晶面间距,从而推断出晶体的类型;峰的高度反映了相应晶面对应的电子密度或结晶度;而峰形则提供了关于晶粒大小及微观应力的信息。
此外,在定量分析方面,XRD还能用于确定相组成比例、计算晶胞参数以及评估材料性能如硬度、韧性等。因此,XRD不仅能够揭示物质的基本性质,还为新材料开发提供了重要的技术支持。