XRD（X射线衍射）体系是资料布局阐发的核心装备，经由过程探测X射线与资料原子彼此感化发生的衍射旌旗灯号，可取得晶体布局、物相构成、晶粒尺寸等关头信息，普遍操纵于资料迷信、地质矿产、生物医药等范畴。其丈量形式按照测试目标差别分为多品种型，每种形式在道理、操纵体例和操纵处景上存在明显差别，以下具体剖析四大核心丈量形式。
一、θ-2θ扫描形式：物相定性与定量阐发的根本
θ-2θ扫描形式是XRD体系经常使用的根本形式，核心道理是坚持X射线源与探测器的夹角为2θ，样品台与探测器同步动弹，使探测器一直领受知足布拉格方程的衍射旌旗灯号。
该形式操纵简略，合用于粉末或块体样品的物相阐发。在物相定性阐发中，经由过程扫描取得样品的衍射图谱，将特点衍射峰地位与规范PDF卡片对照，可疾速肯定样品中含有的物相；物相定量阐发则基于“衍射峰强度与物相含量正相干”的道理，经由过程计较特点峰面积占比，得出各物相的绝对含量。另外，θ-2θ扫描还可用于切确计较晶面间距，帮助阐发晶体布局畸变，测试规模凡是笼盖2θ=5°-100°，扫描速率可按照需要调剂。
二、θ-θ扫描形式：薄膜样品阐发的优选
θ-θ扫描形式专为薄膜样品设想，与θ-2θ形式的核心区分在于：样品台牢固不动，X射线源与探测器以不异角速率向相反标的目标动弹，确保X射线入射角与衍射角一直相称，且聚核心一直落在薄膜外表。
薄膜样品的衍射旌旗灯号较弱，θ-θ形式可削减X射线在基底中的接收，加强薄膜的衍射强度，同时防止样品台动弹致使的薄膜毁伤。该形式首要用于薄膜的物相阐发、厚度丈量及取向度评价。比方，半导体行业的SiO₂薄膜，经由过程θ-θ扫描可肯定其晶体布局是不是为无定形或多晶；操纵衍射峰的干与条纹，可计较薄膜厚度；经由过程阐发衍射峰的半高宽或峰形对称性，还能判定薄膜的择优取向，为薄膜制备工艺优化供给按照。
三、小角X射线散射（SAXS）形式：纳米标准布局表征
小角X射线散射形式聚焦于2θ=0.1°-5°的小角度规模，操纵X射线经由过程纳米标准不平均布局时发生的散射旌旗灯号，阐发资料的微观布局。
与惯例XRD形式差别，SAXS不依靠晶体的布拉格衍射，而是基于“电子密度升沉致使的散射”道理。该形式合用于非晶、半晶及纳米复合资料的表征，比方：在催化剂研讨中，经由过程SAXS可测定纳米催化剂颗粒的尺寸散布；在高份子资料中，阐发聚合物球晶的尺寸与散布；在多孔资料中，表征孔洞的巨细与连通性。SAXS形式对样品制备请求低，且为非粉碎性测试，能实在反应资料的纳米标准布局，是纳米资料研发的主要东西。
四、掠入射X射线衍射（GIXRD）形式：表层与界面布局阐发
掠入射X射线衍射形式经由过程将X射线入射角节制在极低角度，使X射线仅在样品表层发生衍射，有用按捺基底旌旗灯号搅扰，专一于表层或界面的布局阐发。
该形式普遍操纵于多层膜、涂层及外表改性资料的研讨。比方，金属资料外表的防腐涂层，经由过程GIXRD可阐发涂层表层的物相构成；在光伏电池的多层膜布局中，表征各层界面的晶体布局是不是婚配，防止界面缺点影响电池效力；在生物资料中，阐发资料外表与细胞打仗地区的布局变更，研讨生物相容性。GIXRD形式的关头在于精准节制入射角，进步前辈体系经由过程主动角度校准，可将入射角精度节制在±0.01°，确保表层旌旗灯号的精确性。
综上，XRD衍射体系的差别丈量形式各有偏重，θ-2θ形式合用于惯例物相阐发，θ-θ形式针对薄膜样品，SAXS形式聚焦纳米布局，GIXRD形式专一表层与界面。在现实操纵中，需按照样品范例和测试目标挑选适配形式，同时连系样品制备工艺与数据剖析体例，才能充实阐扬XRD体系的布局表征才能，为资料研讨与出产供给靠得住数据撑持。
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更新时候：2025-08-18
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