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X射线衍射(XRD)在材料晶体结构分析中的应用

一、引言

X射线衍射(X-ray Diffraction, XRD)是一种基于布拉格定律的非破坏性材料分析技术,广泛应用于金属、陶瓷、矿物、药物等物质的晶体结构表征。该技术能够提供晶格参数、相组成、结晶度等关键信息。本文将介绍其基本原理与典型应用。


二、核心技术原理

布拉格衍射公式

nλ = 2d sinθ,描述X射线在晶体平面族上的衍射条件。

粉末XRD图谱解析

通过PDF卡片库比对识别样品中存在的物相。

定量相分析

应用Rietveld精修法进行各相含量计算。


三、典型应用场景

新材料开发与性能优化

分析合金、纳米材料、催化剂的晶体结构变化。

药品多晶型研究

鉴别不同晶型对药效和溶解度的影响。

考古与文物材质鉴定

确定陶器、青铜器、壁画颜料的矿物组成。


四、未来发展方向

便携式XRD设备研发

适用于野外或现场快速分析需求。

联用技术发展(XRD-FTIR、XRD-TGA)

结合热分析、红外光谱等手段实现综合表征。


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