Embora difração de nêutrons, difração de elétrons, espectroscopia de infravermelho, espectro de Mossbauer e outros métodos possam ser usados para analisar a estrutura da matéria, a difração de raios-X é o meio mais eficaz e mais amplamente utilizado, edifração de raios Xé o primeiro método usado pelos humanos para estudar a microestrutura da matéria.
Características:
(1) A faixa de comprimento de onda é de 0,001 a 10 nm, entre os raios ultravioleta e gama no espectro eletromagnético, e o comprimento de onda dos raios X adequado para análise de difração é de 0,05 a 0,25 nm.
(2) A penetração de raios X é muito forte, pode penetrar madeira de 2 a 3 cm de espessura, placa de alumínio de 1,5 cm, mas placa de chumbo de 1,5 cm de espessura pode bloquear completamenteraios X.
(3) Os raios X podem produzir padrões de difração em cristais, e a análise dos padrões de difração pode determinar a estrutura cristalina, que se tornou o principal meio de estudar a estrutura da matéria.
Otubo de raio x não é luz monocromática pura, contendo uma variedade de comprimentos de onda de raios, o mais importante são os raios da série K. O raio K refere-se ao elétron do cátodo colidindo com o ânodo, fazendo com que o elétron do ânodo produza excitação K e, após atingir os elétrons da camada K, os elétrons da camada L ou M preenchem os elétrons da camada K e produzem raios-X. Os raios da série K podem ser subdivididos em dois tipos de raios com comprimentos de onda ligeiramente diferentes: Kα (preenchimento de elétrons da camada L) e Kβ (preenchimento de elétrons da camada M). Odifratômetro de raios Xrequer o uso de raios X monocromáticos. Portanto, este último precisa ser removido duranteXRDteste, e o método tradicional é adicionar um filtro (como Ni) ao caminho óptico. Alvos de cobre agora são comumente usados, com um cristal de grafitemonocromadoradicionado ao caminho óptico para remover os raios Kβ. O monocromador pode remover o fundo de difração e também remover a interferência dos raios Kβ. As linhas espectrais características do Cu são: Kα1(1,54056 A), Kα2 (1,54439 A), Kβ1 (1,39222 A). Para alvos de cobre, o comprimento de onda Kα é a média ponderada de Kα1 e kα2, que é 1,54184 A (λ na equação de Bragg e na fórmula de Scherler).