粉末衍射儀，特別是粉末X射線衍射儀，是一種基于X射線衍射原理的重要分析儀器，在材料科學(xué)、化學(xué)、物理等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。其工作原理是利用具有一定發(fā)散度的特征X光束照射多晶平板樣品。多晶平板樣品中一部分被照射的小晶粒的同名衍射晶面及其等同晶面所產(chǎn)生的衍射線將在適當(dāng)?shù)姆轿痪劢苟纬裳苌鋸?qiáng)峰。這些被聚焦的衍射線所對應(yīng)的同名晶面或等同晶面與光源和接收狹縫處在同一聚焦圓周上。在測角儀掃描過程中，聚焦圓的半徑會(huì)不斷改變，但在樣品一定深度范圍內(nèi)總是存在與聚焦圓吻合的弧面。這些滿足衍射矢量方程的同名衍射晶面及其等同晶面所產(chǎn)生的衍射線會(huì)在狹縫處聚焦，形成衍射線強(qiáng)峰。

　　粉末衍射儀的主要功能有以下幾個(gè)方面：

　　1、物相分析

　　定性分析：通過將樣品的衍射圖譜與已知晶體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)衍射圖譜進(jìn)行對比，確定樣品中所包含的物相種類，判斷物質(zhì)是否為晶體以及是何種晶體物質(zhì)。

　　定量分析：根據(jù)衍射峰的強(qiáng)度等信息，對樣品中各物相的含量進(jìn)行定量計(jì)算，適用于多種材料的組成比例測定。

　　2、結(jié)構(gòu)分析

　　點(diǎn)陣常數(shù)測定：精確測定樣品的點(diǎn)陣常數(shù)，這對于研究材料的晶體結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，有助于深入了解材料的基本結(jié)構(gòu)特征。

　　晶粒大小及晶格畸變測定：可以分析晶粒大小和晶格畸變情況，從而對材料的微觀結(jié)構(gòu)有更深入的了解，為研究材料的性能與結(jié)構(gòu)關(guān)系提供重要依據(jù)。

　　3、應(yīng)力和織構(gòu)分析

　　能夠進(jìn)行材料的殘余應(yīng)力和織構(gòu)研究，通過對衍射圖譜的分析，了解材料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)和晶體取向的分布情況，這對于理解材料的力學(xué)性能和加工工藝具有重要意義。

　　4、薄膜材料分析

　　適用于薄膜材料的物相、厚度、密度、粗糙度等分析，可幫助研究人員了解薄膜材料的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，在薄膜材料的研發(fā)和應(yīng)用中具有重要作用。

　　5、固溶體分析

　　可用于進(jìn)行固溶體分析，對合金或復(fù)合材料中的組分進(jìn)行研究，有助于深入了解材料的成分和組織結(jié)構(gòu)。

　　6、纖維樣品分析

　　分析纖維樣品的晶體取向和結(jié)晶度，對高分子材料和紡織品研究有重要意義，可為纖維材料的質(zhì)量控制和性能優(yōu)化提供依據(jù)。

　　7、微觀結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)綜合分析

　　提供微觀結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的綜合分析，適用于物理、化學(xué)、藥物學(xué)、冶金學(xué)、高分子材料、生命科學(xué)及材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，幫助科研人員全面了解材料的微觀結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)特征。