下载文档原格式
实验报告：X 射线衍射一、实验原理X 射线衍射分析技术是一种十分有效的材料分析方法,在众多领域的研究和生产中被广泛应用。
X 射线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。
当某物质(晶体或非晶体) 进行衍射分析时,该物质被X 射线照射产生不同程度的衍射现象,物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。
X 射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。
因此,X 射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法,已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。
X 射线与物质的相互作用X 射线与物质的相互作用分为两个方面，一是被原子吸收，产生光电效应；二是被电子散射。
X 射线衍射中利用的就是被电子散射的X 射线。
X 射线散射：当光子和原子上束缚较紧的电子相互作用时，光子的行进方向受到影响而发生改变，但它的能量并不损失，故散射线的波长和原来的一样，这种散射波之间可以相互干涉，引起衍射效应，这是相干散射，是取得衍射数据的基础。
X 射线的相干散射是XRD 技术应用的基础，接下来研究一下X 射线衍射的条件，找到其与物质本身结构之间的关系。
X 射线衍射一束平行的X 光照到两个散射中心O 、M 上，见下图O 与M 之间的距离远小于它们到观测点的距离，从而可以认为，观测到的是两束平行散射线的干涉。
下面考查散射角为2θ时散射线的干涉情况。
0ˆs 和ˆs分别表示入射线和散射线方向上的单位矢量。
两条散射线之间的光程差为mo on δ=+即00ˆˆˆˆ()sr s r s s r δ=-⋅+⋅=-⋅ 其中r 为两个散射中心之间的位置矢量，与δ相应的相位差φ应为 0ˆˆ22ss r πφδπλλ-=⋅=⋅散射线之间的相位差φ是决定散射线干涉结果的关键量。
因此有必要再进一步讨论。
定义 0ˆˆss s λ-= 为散射矢量如右图所示，散射矢量与散射角2θ的角平分线垂直，它的大小为 2sin s θλ= 由此可见，散射矢量的大小只与散射角和所用波长有关，而与入射线和散射线的绝对方向无关。
实验：X射线衍射分析第一篇：实验： X射线衍射分析X射线衍射分析一:实验目的(1)概括了解X射线衍射仪的结构及使用。
(2)练习用PDF(ASTN)卡片以及索引，对多相物质进行相分析。
二：X射线衍射仪简介近年来，自动化衍射仪的使用已日趋普遍。
传统的衍射仪由X射线发生器、测角仪、记录仪等几部分组成。
自动化衍射仪是近年才面世的新产品，它采用微计算机进行程序的自动控制。
入射x射线经狭缝照射到多晶试样上，衍射线的单色化可借助于滤波片或单色器。
如图1所示，D／max—rc所附带的石墨弯晶单色器的反射效率在28.5％以上。
衍射线被探测器(目前使用正比计数器)所接受，电脉冲经放大后进入脉冲高度分析器。
操作者在必要时可利用该设备自动画出脉冲高度分布曲线，以便正确选择基线电压与上限电压。
信号脉冲可送至数率仪，并在记录仪上画出衍射图。
脉冲亦可送人计数器(以往称为定标器)，经微处理机进行寻峰、计算峰积分强度或宽度、扣除背底等处理，并在屏幕上显示或通过打印机将所需的图形或数字输出。
D／max—rc 衍射仪目前已具有采集衍射资料、处理图形数据、查找管理文件以及自动进行物相定性分析等功能。
图1 D／max—rc工作原理方框图物相定性分析是X射线衍射分析中最常用的一项测试。
D／max—rc衍射仪可自动完成这一过程。
首先，仪器按所给定的条件进行衍射数据的自动采集，接着进行寻峰处理并自动启动检索程序。
此后系统将进行自动检索匹配，并将检索结果打印输出。
衍射仪法的优点较多：如速度快、强度相对精确、信息量大、精度高、分析简便、试样制备简便等。
衍射仪对衍射线强度的测量是利用电子计数管（electronic counter）直接测定的。
这里关键要解决的技术问题是：1.X射线接收装置--计数管；2.衍射强度必须适当加大，为此可以使用板状试样；3.相同的（hkl）镜面也是全方向散射的，所以要聚焦；4.计数管的移动要满足布拉格条件。
这些问题的解决关键是由几个机构来实现的：1.X射线测角仪——解决聚焦和测量角度的问题；2.辐射探测仪——解决记录和分析衍射线能量问题。
（完整版）X射线衍射试验指导书实验指导书实验⼀“衍射仪的结构、原理及物相分析”⼀.实验⽬的及要求学习了解X射线衍射仪的结构和⼯作原理；掌握X射线衍射物相定性分析的⽅法和步骤。
⼆.实验原理根据晶体对X射线的衍射特征－衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的⽅法，就是X射线物相分析法。
每⼀种结晶物质都有各⾃独特的化学组成和晶体结构。
没有任何两种物质，它们的晶胞⼤⼩、质点种类及其在晶胞中的排列⽅式是完全⼀致的。
因此，当X射线被晶体衍射时，每⼀种结晶物质都有⾃⼰独特的衍射花样，它们的特征可以⽤各个衍射晶⾯间距d和衍射线的相对强度I／I1来表征。
其中晶⾯间距d与晶胞的形状和⼤⼩有关，相对强度则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。
所以任何⼀种结晶物质的衍射数据d和I／I1是其晶体结构的必然反映，因⽽可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。
三.实验仪器本实验使⽤的仪器是D/max 2500 X射线衍射仪(⽇本理学)。
X射线衍射仪主要由X射线发⽣器（X射线管）、测⾓仪、X射线探测器、计算机控制处理系统等组成。
图1是D/max 2500 X射线衍射仪。
图1 Rigaku D/max25001.X射线管衍射⽤X射线管实际都属于热电⼦⼆极管，有密闭式和转靶式两种。
⼴泛使⽤的是密闭式，由阴极灯丝、阳极、聚焦罩等组成，功率⼤部分在1～2.5千⽡，转靶式⼀般在10千⽡以上，其特点是阳极以极快的速度转动，使电⼦轰击⾯不断改变，即不断改变发热点，从⽽达到提⾼功率的⽬的。
本实验中使⽤的⽇本理学D/max 2500X射线衍射仪采⽤旋转靶，最⾼功率⾼达18kw。
图2是X射线管结构⽰意图。
阴极由钨丝绕成螺线形，⼯作时通电⾄⽩热状态。
由于阴阳极间有⼏⼗千伏的电压，故热电⼦以⾼速撞击阳极靶⾯。
为防⽌灯丝氧化并保证电⼦流稳定，转靶X射线管采⽤机械泵+分⼦泵⼆级真空泵系统保持管内真空度。
为使电⼦束集中，在灯丝外设有聚焦罩。
阳极靶由熔点⾼、导热性好的铜制成，靶⾯上镀⼀层纯⾦属。
实验指导书实验一• X射线衍射仪结构与实验一、实验目的概括了解X射线衍射晶体分析仪的构造与使用。
二、X射线晶体分析仪介绍X射线晶体分析仪包括X射线管、高压发生器以及控制线路等几部分。
图实1-1是目前常用的热电子密封式X射线管的示意图。
阴极由钨丝绕成螺线形，工作时通电至白热状态。
由于阴阳极间有几十千伏的电压，故热电子以高速撞击阳极靶面。
为防止灯丝氧化并保证电子流稳定，管内抽成1.33X10 -9〜1.33X -11Mpa，的高真空。
为使电子束集中，在灯丝外设有聚焦罩。
阳极靶由熔点高、导热性好的铜制成，靶面上镀一层纯金属。
常用的金属材料有Cr，Fe, Co，Ni，Cu，Mo，W等。
当图实1-1高速电子撞击阳极靶面时，便有部分动能转化为X射线，但其中约有99 %将转变为热。
为了保护阳极靶面，管子工作时需强制冷却。
为了使用流水冷却，也为了操作者的安全，应使X射线管的阳极接地，而阴极则由高压电缆加上负高压。
X射线管有相当厚的金属管套，使X射线只能从窗口射出。
窗口由吸收系数较低的Be片制成。
结构分析X射线管通常有四个对称的窗口，靶面上被电子轰击的范围称为焦点，它是发射X射线的源泉。
用螺线形灯丝时，焦点的形状为长方形（面积常为lmm X10mm），此称实际焦点。
窗口位置的设计，使得射出的X射线与靶面成6。
角图实1-2）。
从长方形短边上的窗口所看到的焦点为lmm 2的正方形，称点焦点，在长边方向看则得到线焦点。
一般的照相多采用点焦点，而线焦点则多用在衍射仪上。
图实1-2X射线晶体分析仪由交流稳压器、调压器、高压发生器、整流与稳压系统、控制电路及管套等组成。
启动分析仪按下列程序进行：1.打开冷却水，继电器触点K1即接通。
2•接通外电源。
3.按低压按钮SB3,交流接触器KMI接通，即其触点KM i-1 , KM 1-2接通。
4 .预热3分钟后按下高压按钮SB4。
S表示管流零位开关及过负荷开关，正常情况下应接通，故交流接触器KMn-1 , KMn-2接通。
X射线衍射方法测量材料的残余应力一、实验目的与要求1.了解材料的制备过程及残余应力特点。
2.掌握X射线衍射（XRD）方法测量材料残余应力的实验原理和方法。
二、了解表面残余应力的概念、分类及测试方法种类, 掌握XRD仪器设备的操作过程。
三、实验基本原理和装置..1.X射线衍射测量残余应力原理当多晶材料中存在内应力时, 必然还存在内应变与之对应, 导致其内部结构(原子间相对位置)发生变化。
从而在X射线衍射谱线上有所反映, 通过分析这些衍射信息, 就可以实现内应力的测量。
材料中内应力分为三大类。
第I类应力, 应力的平衡范围为宏观尺寸, 一般是引起X射线谱线位移。
由于第I类内应力的作用与平衡范围较大, 属于远程内应力, 应力释放后必然要造成材料宏观尺寸的改变。
第II类内应力, 应力的平衡范围为晶粒尺寸, 一般是造成衍射谱线展宽。
第III类应力, 应力的平衡范围为单位晶胞, 一般导致衍射强度下降。
第II类及第III类内应力的作用与平衡范围较小, 属于短程内应力, 应力释放后不会造成材料宏观尺寸的改变。
在通常情况下, 我们测得是残余应力是指第一类残余应力。
当材料中存在单向拉应力时, 平行于应力方向的(hkl)晶面间距收缩减小(衍射角增大), 同时垂直于应力方向的同族晶面间距拉伸增大(衍射角减小), 其它方向的同族晶面间距及衍射角则处于中间。
当材料中存在压应力时, 其晶面间距及衍射角的变化与拉应力相反。
材料中宏观应力越大, 不同方位同族晶面间距或衍射角之差异就越明显, 这是测量宏观应力的理论基础。
原理见图1。
由于X射线穿透深度很浅, 对于传统材料一般为几十微米, 因此可以认为材料表面薄层处于平面应力状态, 法线方向的应力(σz )为零。
当然更适用于薄膜材料的残余应力测量。
图1 x 射线衍射原理图图2中φ及ψ为空间任意方向OP 的两个方位角, εφψ 为材料沿OP 方向的弹性应变, σx 及σy 分别为x 及y 方向正应力。
X射线衍射仪及操作一、实验内容1.X射线相关中的安全与基本操作2.样品要求3.实验参数的确定4.实验结果的分析与整理5.论文中试验方法的介绍、图表处理与相关说明二、X射线衍射仪型号D/max 2000/PC三、操作过程1、X射线操作中注意事项以及自保功能1）每次开门之前按“Door”，待听到“滴滴”的响声再打开门。
2）关门一定要注意，不可太用力，防止门没关严实，仪器中自检功能启动，自动切断X射线发生器的电源。
3）冷却水保护电路——冷却水流量不足时，将自动断开X射线发生器的电源，以免X射线管受到损坏4）功率过载保护电路——当管子的运行功率超过设定值时，自动切断X射线发生器的电源5）KV过低和KV过高保护电路——当管压低于10KV或超过设定限制时，自动切断X射线发生器的电源2、制备样品用于X射线衍射的样品可以是粉末样或块状样1.粉末样品制备a.样品颗粒度小于300目b.用药勺取1g粉末放入玻璃样品架样品槽内，用毛玻璃轻压粉末，使之充满槽内，轻轻刮去多余的粉末，最后压平压实样粉末，使样品表面与玻璃架表面在同一平面内2.块状样品要求a.表面尺寸不得大于15mm*18mm，表面（被照射面）采用金相水磨砂纸磨平，无应力和织构b.取铝样品架正面朝下（正面左上角有白点，反面下端有两道擦痕）放在平析玻璃上，取制好的块状样品放入样品架的样品框内，同样正面朝下。
取少量橡胶泥搓成长2cm的长条，放在样品架上，在橡皮条的两端与样品背面轻压，使样品固定在样品架上，注意不要太用力，否则橡胶泥突出到样品表面，造成多余的衍射线条。
3、启动设备1）实验室条件室内温度保持恒定在20C，室内相对湿度保持在70%以下2）真空系统打开电源，按下Pump面板上的START按钮，启动真空系统，实验要求真空度在10-5托或更高3）冷却系统采用循环水冷却系统，开机时打开循环水开启开关4、XG的控制１）打开计算机，双击桌面上的XG Control 图标２）点亮POWER，控制电源供给３）点亮X ray 按钮，启动X射线发生器，设置基准电压为40KV，电流200mA ４）最小化XG图标5、XG Ageing(老练)（时效）1）真空系统关闭一段时间后，光管内部不能保持真空状态，在再次实验前必须进行老练，老练的作用是使光管能适应KV/mA的变化2)老练按预设的程序进行，一般停用一天需老练4h,停用一周需老练6h，停用一月需12h6、样品安装1)按下衍射仪面板上的Door按钮，蜂鸣器发出报警声，向右拉开衍射仪保护门2）将样品表面朝上安装样品到样品台上3）特别警告：开门时必须记住先按下D o o r，关门时必须握住左边门使之不能动，否则，系统自动关闭X射线发生器7、常规测量程序在计算机桌面上双击Right Measurement System 图标，打开测量控制系统软件，进入控制主界面8、测量条件选择在主界面上，双击Condition 下‘1’，进入测量条件设置界面，选择START Angle, End Angle、Scan speed等参数。
实验5.2X射线衍射一、引言物相分析中的衍射方法包括X射线衍射、电子衍射和中子衍射三种，其中X射线衍射方法使用最广、最为经常，它包括德拜照相法、聚焦照相法和衍射仪法等，本实验重点介绍衍射仪法。
二、实验目的1.掌握物相定性分析基本方法。
2.掌握XD-3AX射线衍射仪的使用。
三、实验原理任何结晶物质，无论它是单晶体还是多晶体，都具有特定的晶体结构类型、晶胞大小、晶胞中原子、离子或分子数目的多少，以及它们所在的位置，因此给出特定多晶体X射线衍射花样，更明确地说，一种多晶物质，无论是纯相还是存在于多相混合试样中，它都给出特定的衍射花样、事实上没有两种不同的结晶物质可以给出完全相同的衍射花样，正如不可能找到指纹全然相同的两个人一样。
另一方面，未知混合物的花样是混合物中各相物质衍射花样的总和，每种相的各衍射线条的值、相对强度不变，这就是能用X射线衍射方法作物相定性分析（物相鉴定）的基础。
l|J-JJ|_|IIAT>。
表1是一张KNbO 3的X 光粉末衍射卡片，卡片右上角注明物质的化学式及其物质名称，左上方给出该物质的衍射花样中以强弱顺序排列的最强三条线的d 值及其相对强度，并给出最大的d 值（即由低角方向算起的第一条衍射线的d 值）及其相对强度，卡片的左下方四栏内分别注明实验条件（例如：射线波长、滤色片的种类、相机种类及尺寸、强度的测量方法等）；物质的晶体学数据（如晶系、点阵常数、晶轴间夹角等）；光学及其物理性质数据，以及样品来源、化学分析数据、化学处理方法等。
在卡片的右下方给出此衍射相图中全部衍射线条的d 值及其相对强度，还给出每条衍射线的S 玄）指数。
四、实验仪器本实验主要仪器是XD-3AX 射线衍射仪。
UW5!芸冬taJd定在是Hana 、参考。
无国际性为三 三内昌r«i""二_-__,■H—!3DETi «T3 SK3r-Mr-CJ C3Ch=0。
与bs■H—i1—i-!—S1—i 1^3三-!!="!—!r~^~»^―!■=—■■=*3=p-i C"!i —■-s-!E~3-!—!-!—!-Z'-JS"'=«■□>-■-a —■hll _T H —!■!—■n—!"stj -O -J <^jG 」rrjr*3c*ae二_j-二上一、.j-r j-工era 三bi s_n cnin5"sr-K_n 无—•■J*3hjr —Fo_i g^-i 勺sa«n-z«-jsn aa g-z*aua ^—•二SD roa «-FLD mr«3r=an_i<*a «—■-t-s-^―Tdlo 」o 」llTll 1111111111二一三二二至工一二二三二=在三mu 二艮一S • 音T IJ富Ttnz ■（寸照，这种方法;数据作为基本彳一组衍射数据、为有机和无机二PDS ），这个了查寻与盟釜兰玉女-En营莫三LH刍WW二二F5Ww―Im图1衍射仪构造方框图1.XD-3AX射线衍射仪。
图1. X 射线衍射仪框图实验一 X 射线衍射仪的结构与使用一、实验目的1．了解衍射仪的结构与原理。
2．掌握衍射样品的制备方法。
3．熟悉实验参量的选择和仪器操作，并通过实验得到一个XRD 图谱。
二、实验原理(一) 衍射仪的结构及原理1、衍射仪是进行X 射线分析的重要设备，主要由X 射线发生器、测角仪、记录仪和水冷却系统组成。
新型的衍射仪还带有条件输入和数据处理系统。
图1给出了X 射线衍射仪框图。
2、 X 射线发生器主要由高压控制系统和X 光管组成，它是产生X 射线的装置，由X 光管发射出的X 射线包括连续X 射线光谱和特征X 射线光谱，连续X 射线光谱主要用于判断晶体的对称性和进行晶体定向的劳埃法，特征X 射线用于进行晶体结构研究的旋转单体法和进行物相鉴定的粉末法。
测角仪是衍射仪的重要部分，其光路图如图2。
X 射线源焦点与计数管窗口分别位于测角仪圆周上，样品位于测角仪圆的正中心。
在入射光路上有固定式梭拉狭缝和可调式发射狭缝，在反射光路上也有固定式梭拉狭缝和可调式防散射狭缝与接收狭 缝。
有的衍射仪还在计数管前装有单色器。
当给X 光管加以高压，产生的X 射线经由发射狭缝射到样品上时，晶体中与样品表面平行的面网，在符合布拉格条件时即可产生衍射而被计数管接收。
当计数管在测角仪圆所在平面内扫射时，样品与计数管以1：2速度连动。
因此，在某些角位置能满足布拉格条件的面网所产生的衍射线将被计数管依次记录并转换成电脉冲信号，经放大处理后通过记录仪描绘成衍射图。
(二) 衍射实验方法X 射线衍射实验方法包括样品制备、实验参数选择和样品测试。
1、样品制备在衍射仪法中，样品制作上的差异对衍射结果所产生的影响，要比照相法中大得多。
因此，制备符合要求的样品，是衍射仪实验技术中的重要的一环，通常制成平板状样品。
衍射仪均附有表面平整光滑的玻璃或铝质的样品板，板上开有窗孔或不穿透的凹槽，样品放入其中进行测定。
1). 粉晶样品的制备 (1) 将被测试样在玛瑙研钵中研成5μm图2. 测角仪光路示意图 1、测角仪圆, 2、试样, 3、滤波片,S 光源, S1、S2梭拉狭缝,K 发散狭缝,L 防散射狭缝, F 接收狭缝,C 计数管。
X射线衍射仪操作手册说明书一、简介X射线衍射仪是一种常用于材料分析、结晶学研究等领域的实验设备。
本操作手册将详细介绍X射线衍射仪的操作方法，以及使用该仪器进行实验时需要注意的事项。
二、设备准备1. 确保X射线衍射仪的电源已连接并正常工作。
2. 将待测样品放置在试样台上，确保其稳定性。
三、操作步骤1. 打开仪器电源，待仪器初始化完成后，进入操作界面。
2. 在操作界面上，选择相应的实验模式。
3. 调节衍射角度，使之达到所需测量范围。
4. 调节X射线管电流和电压，根据样品特性进行调整。
5. 点击“开始测量”按钮，仪器将开始进行衍射实验。
6. 实验完成后，保存并导出实验数据，同时关闭仪器电源。
四、实验注意事项1. 在操作X射线衍射仪时，必须佩戴防护眼镜，以避免X射线辐射对眼睛造成伤害。
2. 切勿触摸X射线管和探测器等关键部件，以免损坏仪器或导致安全事故。
3. 使用合适的样品支架或样品夹固定待测样品，确保其在实验过程中的稳定性。
4. 在实验过程中，应控制X射线管的电流和电压，避免超出仪器的额定范围。
5. 遵循操作手册中的指导，按照正确的步骤进行操作，以确保实验结果的准确性和可靠性。
五、故障排除1. 若仪器不能正常启动，请检查电源连接是否松动或供电是否正常。
2. 若实验数据异常，请检查样品的摆放是否正确，以及X射线管的参数设置是否适合样品特性。
3. 若发现异常噪音或仪器运行不稳定，请立即停止使用，并联系维修人员进行检修和维护。
六、安全注意事项1. X射线衍射仪属于辐射设备，请确保在使用时遵循相关的辐射防护规定。
2. 经过长时间使用后，X射线管会产生一定的热量，请避免长时间连续使用，以免对仪器造成损坏。
3. 仪器操作过程中，注意避免与其他实验设备或物品产生干扰，以免影响测量结果。
七、维护保养1. 定期对X射线衍射仪进行清洁，特别是X射线管和探测器等关键部件，以保持仪器的正常工作。
2. 注意定期校准和调节仪器，确保其精确度和测量准确性。
实验指导书实验一“衍射仪的结构、原理及物相分析”一.实验目的及要求学习了解X射线衍射仪的结构和工作原理；掌握X射线衍射物相定性分析的方法和步骤。
二.实验原理根据晶体对X射线的衍射特征－衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的方法，就是X射线物相分析法。
每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。
没有任何两种物质，它们的晶胞大小、质点种类及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。
因此，当X射线被晶体衍射时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个衍射晶面间距d和衍射线的相对强度I／I1来表征。
其中晶面间距d与晶胞的形状和大小有关，相对强度则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。
所以任何一种结晶物质的衍射数据d和I／I1是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。
三.实验仪器本实验使用的仪器是D/max 2500 X射线衍射仪(日本理学)。
X射线衍射仪主要由X射线发生器（X射线管）、测角仪、X射线探测器、计算机控制处理系统等组成。
图1是D/max 2500 X射线衍射仪。
图1 Rigaku D/max25001.X射线管衍射用X射线管实际都属于热电子二极管，有密闭式和转靶式两种。
广泛使用的是密闭式，由阴极灯丝、阳极、聚焦罩等组成，功率大部分在1～2.5千瓦，转靶式一般在10千瓦以上，其特点是阳极以极快的速度转动，使电子轰击面不断改变，即不断改变发热点，从而达到提高功率的目的。
本实验中使用的日本理学D/max 2500X射线衍射仪采用旋转靶，最高功率高达18kw。
图2是X射线管结构示意图。
阴极由钨丝绕成螺线形，工作时通电至白热状态。
由于阴阳极间有几十千伏的电压，故热电子以高速撞击阳极靶面。
为防止灯丝氧化并保证电子流稳定，转靶X射线管采用机械泵+分子泵二级真空泵系统保持管内真空度。
为使电子束集中，在灯丝外设有聚焦罩。
阳极靶由熔点高、导热性好的铜制成，靶面上镀一层纯金属。
常用的金属材料有Cr，Fe，Co，Ni，Cu，Mo，W等，本实验中靶材料为Cu。
当高速电子撞击阳极靶面时，便有部分动能转化为X射线，但其中约有99％将转变为热。
为了保护阳极靶面，管子工作时需强制冷却。
为了使用流水冷却，也为了操作者的安全，应使X射线管的阳极接地，而阴极则由高压电缆加上负高压。
X射线管有相当厚的金属管套，使X射线只能从窗口射出。
窗口由吸收系数较低的Be片制成。
图2 X射线管示意图选择阳极靶的基本要求：尽可能避免靶材产生的特征X射线激发样品的荧光辐射，以降低衍射花样的背底，使图样清晰。
2. 测角仪测角仪是粉末X射线衍射仪的核心部件，实现对衍射角的测量。
本实验中测角仪采用θ-2θ联动模式（X光管固定不动，样品台旋转θ，探测器为了接收衍射光则需旋转2θ）。
如图3（b）所示，样品台位于测角仪中心，平板试样置于样品台上，与测角仪中心重合，X射线源S和衍射光探测器（F C E）位于测角仪圆周。
其光路主要由索拉光阑、发散狭缝、接收狭缝、防散射狭缝、试样台及探测器等组成，如图3（c）所示，光路从F发射的X射线源焦线，先经过索拉狭缝S1（一组平行金属箔片光阑，限制入射X射线垂直方向发散），再经过发散狭缝Fs（限制入射X射线水平方向的发散），照射样品后，衍射X射线光束先经过滤片（有时候没有滤片，在光路最后会有单色器），再经过接收狭缝Js（限制衍射X射线水平方向的发散），再经过索拉狭缝S2（限制衍射X射线垂直方向发散），最后在F处聚焦被探测器接收，该处设置防散射狭缝Fss （防止空气散射等非试样散射X射线进入探测器）。
（a）测角仪实物图（b）测角仪结构图（c）测角仪光路图图3 测角仪3.X射线探测器本实验中衍射仪中使用的探测器是较为常用的闪烁计数器(SC)，它是利用X射线能在某些固体物质(磷光体)中产生的波长在可见光范围内的荧光，这种荧光再转换为能够测量的电流。
由于输出的电流和计数器吸收的X光子能量成正比，因此可以用来测量衍射线的强度。
除了闪烁体，近几年还有CCD探测器、锂漂移探测器等能量分辨率更高的探测器。
4.计算机控制、处理装置衍射仪主要操作都由计算机控制自动完成，扫描操作完成后，衍射原始数据自动存入计算机硬盘中供数据分析处理。
数据分析处理包括平滑点的选择、背底扣除、自动寻峰、d值计算，衍射峰强度计算，本实验使用MDI Jade 6.5软件进行数据处理。
四.实验参数选择1. 阳极靶的选择：选择阳极靶的基本要求：尽可能避免靶材产生的特征X射线激发样品的荧光辐射，以降低衍射花样的背底，使图样清晰。
必须根据试样所含元素的种类来选择最适宜的特征X射线波长(靶)。
当X射线的波长稍短于试样成分元素的吸收限时，试样强烈地吸收X射线，并激发产生成分元素的荧光X射线，背底增高。
其结果是峰背比(信噪比)P／B低(P为峰强度，B为背底强度)，衍射图谱难以分清。
X射线衍射所能测定的d值范围，取决于所使用的特征X射线的波长。
X射线衍射所需测定的d值范围大都在1nm至0.1nm之间。
为了使这一范围内的衍射峰易于分离而被检测，需要选择合适波长的特征X射线。
一般测试使用铜靶，但因X射线的波长与试样的吸收有关，可根据试样物质的种类分别选用Co、Fe，或Cr靶。
此外还可选用钼靶，这是由于钼靶的特征X射线波长较短，穿透能力强，如果希望在低角处得到高指数晶面衍射峰，或为了减少吸收的影响等，均可选用钼靶。
2. 管电压和管电流的选择工作电压设定为3 ～5倍的靶材临界激发电压。
选择管电流时功率不能超过X射线管额定功率，较低的管电流可以延长X射线管的寿命。
X射线管经常使用的负荷(管压和管流的乘积)选为最大允许负荷的80％左右。
但是，当管压超过激发电压5倍以上时，强度的增加率将下降。
所以，在相同负荷下产生X射线时，在管压约为激发电压5倍以内时要优先考虑管压，在更高的管压下其负荷可用管流来调节。
靶元素的原子序数越大，激发电压就越高。
由于连续X射线的强度与管压的平方呈正比，特征X射线与连续X射线的强度之比，随着管压的增加接近一个常数，当管压超过激发电压的4～5倍时反而变小，所以，管压过高，信噪比P/B 将降低，这是不可取的。
3. 发散狭缝的选择：发散狭缝决定了X射线水平方向的发散角，限制试样被X射线照射的面积。
如果使用较宽的发射狭缝，X射线强度增加，但在低角处入射X射线超出试样范围，照射到边上的试样架，出现试样架物质的衍射峰或漫散峰，对定量相分析带来不利的影响。
因此有必要按测定目的选择合适的发散狭缝宽度。
4. 防散射狭缝的选择：防散射狭缝用来防止空气等物质引起的散射X射线进入探测器，选用与发散狭缝角度相同。
5. 接收狭缝的选择：接收狭缝的大小影响衍射线的分辨率。
接收狭缝越小，分辨率越高，衍射强度越低。
6. 滤波片的选择：Z滤< Z靶－(1～2):Z靶< 40, Z滤= Z靶－1Z靶> 40, Z滤= Z靶－27. 扫描范围的确定不同的测定目的，其扫描范围也不同。
当选用Cu靶进行无机化合物的相分析时，扫描范围一般为90°～2°（2θ）；对于高分子，有机化合物的相分析，其扫描范围一般为60 ～2°；在定量分析、点阵参数测定时，一般只对欲测衍射峰扫描几度。
8. 扫描速度的确定常规物相定性分析常采用每分钟4°~8°的扫描速度，在进行点阵参数测定，微量分析或物相定量分析时，常采用每分钟2°以下的扫描速度。
实验参数具体设置五.样品制备和测试X射线衍射分析的样品主要有粉末样品、块状样品、薄膜样品、纤维样品等。
样品不同，分析目的不同（定性分析或定量分析），则样品制备方法也不同。
1. 粉末样品：粉末样品应有一定的粒度要求，所以，通常将试样研细后使用，可用玛瑙研钵研细。
定性分析时粒度应小于44微米(350目)，定量分析时应将试样研细至10微米左右。
较方便地确定10微米粒度的方法是，用拇指和中指捏住少量粉末，并碾动，两手指间没有颗粒感觉的粒度大致为10微米。
根据粉末的数量可压在玻璃制的通框或浅框中。
压制时一般不加粘结剂，所加压力以使粉末样品粘牢为限，压力过大可能导致颗粒的择优取向。
当粉末数量很少时，可在乎玻璃片上抹上一层凡士林，再将粉末均匀撒上。
常用的粉末样品架为玻璃试样架，充填时，将试样粉末一点点地放进试样填充区，重复这种操作，使粉末试样在试样架里均匀分布并用玻璃板压平实，要求试样面与玻璃表面齐平。
如果试样的量少到不能充分填满试样填充区，可在玻璃试样架凹槽里先滴一薄层用醋酸戊酯稀释的火棉胶溶液，然后将粉末试样撒在上面，待干燥后测试。
2. 块状样品：先将块状样品表面研磨抛光，大小不超过铝样品支架框，然后用橡皮泥将样品粘在铝样品支架上，要求样品表面与铝样品支架表面平齐。
3. 薄膜样品：将薄膜样品剪成合适大小，用胶带纸粘在玻璃样品支架上即可。
样品测试(1)开机前的准备和检查开启水龙头，使冷却水流通；X光管窗口应关闭，管电流管电压表指示应在最小位置；接通总电源，接通稳压电源。
(2)开机操作开启衍射仪总电源，启动循环水泵；待数分钟后，接通X光管电源。
通过应用软件进行X光管老化，缓慢升高管电压、管电流至需要值。
将制备好的试样插入衍射仪样品台，关闭防护罩；打开计算机X射线衍射仪应用软件，设置合适的衍射条件及参数，开始样品测试。
(3)停机操作测量完毕，取出试样。
如需关机，先缓慢逐步降低管电流、管电压至最小值，关闭X光管电源；15分钟后关闭循环水泵，关闭水源；关闭衍射仪总电源、稳压电源及线路总电源。
六.数据处理测试完毕后，可将样品测试数据存入磁盘供随时调出处理。
原始数据需经过曲线平滑，背景扣除，谱峰寻找等数据处理步骤，最后打印出待分析试样衍射曲线和d值、2θ、强度、衍射峰宽等数据供分析鉴定。
七.物相定性分析方法X射线衍射物相定性分析方法有以下几种：1. 三强线法：（1）从前反射区（2θ＜90°中选取强度最大的三根线，并使其d值按强度递减的次序排列。
（2）在数字索引中找到对应的d1(最强线的面间距）组。
（3）按次强线的面间距d2找到接近的几列。
（4）检查这几列数据中的第三个d值是否与待测样的数据对应，再查看第四至第八强线数据并进行对照，最后从中找出最可能的物相及其卡片号。
（5）找出可能的标准卡片，将实验所得d及I/I1跟卡片上的数据详细对照，如果完全符合，物相鉴定即告完成。
如果待测样的数据与标准数据不符，则须重新排列组合并重复（2）～（5）的检索手续。
如为多相物质，当找出第一物相之后，可将其线条剔出，并将留下线条的强度重新归一化，再按过程（1）～（5）进行检索，直到得出正确答案。
2. 特征峰法：对于经常使用的样品，其衍射谱图应该充分了解掌握，可根据其谱图特征进行初步判断。
