xrd的工作原理
X射线衍射(XRD)是一种用于确定材料结构的强大技术,包括晶体学、矿物和分子结构。它基于X射线与物质相互作用时产生的衍射现象来工作。XRD的工作原理
X射线源:XRD系统使用一个X射线管作为光源。当高能电子撞击金属靶材(如铜或钼)时,产生特征性的X射线辐射。这些X射线具有特定的能量和波长。
样品准备:将待分析的样品以粉末形式放置在样品台上,或者如果是单晶,则需要固定在旋转架上。对于多晶样品,确保颗粒足够小且随机取向以获得完整的衍射图案。
X射线照射与衍射:X射线从X射线管发射出来后,穿过样品中的原子排列。由于原子间的间距通常与X射线的波长相近,因此会发生干涉,导致X射线沿特定角度散射形成衍射图样。
检测器:放置于不同角度上的探测器捕获这些散射的X射线,并将其转换为电信号进行记录。通过改变探测器的位置或旋转样品台,可以收集到一系列衍射强度随角度变化的数据点,即所谓的“衍射峰”。
数据分析:利用布拉格定律data:image/png;base64,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(其中n是整数,λ是X射线波长,d是晶体平面间距,θ是入射角),结合收集到的角度和强度信息,可以解析出晶体内部原子排列的信息,从而识别和表征样品的结构。
软件处理:现代XRD设备通常配备有强大的数据处理软件,能够自动分析和解释衍射数据,生成详细的报告,包括物相鉴定、应力测量、结晶度评估等结果。
XRD不仅限于研究固体材料,在生物学领域也广泛应用,例如DNA双螺旋结构的发现就是通过X射线衍射技术实现的。这种技术提供了非破坏性地了解微观世界结构的能力,对科学和技术的发展起到了不可估量的作用。
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