X射線衍射

　　1912年勞埃等人根據(jù)理論預(yù)見，并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了X射線與晶體相遇時(shí)能發(fā)生衍射現(xiàn)象，證明了X射線具有電磁波的性質(zhì)，成為X射線衍射學(xué)的第一個(gè)里程碑。當(dāng)一束單色X射線入射到晶體時(shí)，由于晶體是由原子規(guī)則排列成的晶胞組成，這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長有X射線衍射分析相同數(shù)量級(jí)，故由不同原子散射的X射線相互干涉，在某些特殊方向上產(chǎn)生強(qiáng)X射線衍射，衍射線在空間分布的方位和強(qiáng)度，與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。這就是X射線衍射的基本原理。

　　當(dāng)X射線以掠角θ（入射角的余角）入射到某一點(diǎn)陣晶格間距為d的晶面上時(shí)，在符合上式的條件下，將在反射方向上得到因疊加而加強(qiáng)的衍射線。布拉格方程簡潔直觀地表達(dá)了衍射所必須滿足的條件。當(dāng) X射線波長λ已知時(shí)（選用固定波長的特征X射線），采用細(xì)粉末或細(xì)粒多晶體的線狀樣品，可從一堆任意取向的晶體中，從每一θ角符合布拉格方程條件的反射面得到反射，測出θ后，利用布拉格方程即可確定點(diǎn)陣晶面間距、晶胞大小和類型;根據(jù)衍射線的強(qiáng)度，還可進(jìn)一步確定晶胞內(nèi)原子的排布。這便是X射線結(jié)構(gòu)分析中的粉末法或德拜-謝樂（Debye—Scherrer）法（圖2a）的理論基礎(chǔ)。而在測定單晶取向的勞厄法中所用單晶樣品保持固定不變動(dòng)（即θ不變），以輻射束的波長作為變量來保證晶體中一切晶面都滿足布拉格方程的條件，故選用連續(xù)X射線束。如果利用結(jié)構(gòu)已知的晶體，則在測定出衍射線的方向θ后，便可計(jì)算X射線的波長，從而判定產(chǎn)生特征X射線的元素。這便是X射線譜術(shù)，可用于分析金屬和合金的成分。