什么是X射线衍射仪?

[拼音]：X shexian yansheyi

[外文]：X-ray diffractometer

利用 X射线在晶体中产生的衍射现象和布喇格公式来测定晶体结构特性的射线式分析仪器。 X射线与光波一样，也是电磁波。晶体中一系列排列整齐的原子点阵类似于衍射光栅中的刻线，当X射线射到晶体样品时便产生衍射。如果入射的 X射线与晶格平面的交角θ符合布喇格公式：2d sinθ＝nλ，则在θ′＝θ的出射方向上X射线的强度为最大（图1）。式中d为晶面间距，又称晶格常数；λ为X射线的波长；n为对应的衍射级数，n＝0，1，2，3，……。

根据布喇格公式可知，X射线衍射现象有两种可能的用途：

（1）已知λ和θ求出d；

（2）已知d和θ求出λ。前者是X射线衍射仪的主要功能，它能精确地测定晶体的晶格常数、晶格应变、晶体缺陷、晶粒直径和晶轴方向等，是研究金属、半导体和光学晶体的一种重要手段。后者类似于光谱仪器或电子微探针的功能，可测定被测晶体样品中所含的元素成分和含量。

X射线衍射仪由X射线机、测角仪（包括精密测角台、狭缝、样品座和探测器的转动系统）和探测器（由计数管、脉冲高度分析器、定标器和记录显示部分组成） 3部分组成(图2)。X射线机所辐射的波长决定于X射线管的材料，一般所用铜靶的波长为0.154纳米。X射线的强度则与靶电压有关，一般电压为10～60千伏。X射线通过狭缝射入样品，转动测角台使探测器接收出射的 X射线。探测器的转动范围为-100°～＋165°，测角精度可达0.001°。新型X射线衍射仪的结构原理基本相同，但采用了电子计算机或微处理器，加快了数据处理速度。

参考书目

周公度：《晶体结构测定》，科学出版社，北京，1981。