什么是X射线衍射技术，原理是什么，怎么来的，或者叫怎么发现的，能干什么用，怎么用，用的时候有什么注意点。
1. 什么是X射线衍射技术XRD？
利用X射线衍射技术分析物质结构的技术。实际里利用了X射线也是一种波，利用的波的性质分析物质的物理结构，类似之前学过的声波，或者后来的光波，用的是波在遇到狭缝宽度和波本身的波长相近时会发生衍射的现象，而这种现象的原理和背后的机理恰恰是可以分析物质结构的。
2. XRD原理是什么？
当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关。
上图中的dsin（theta）就是入射光和反射光的光程差。这个光程差2dsin(theta)如果满足关系式2dsin(theta)=nλ,n=整数，入射光和反射光就会发生衍射现象，出现波峰和波谷，而这种衍射现象的波峰波谷恰恰反映了晶体的内部结构。
3. 怎么来的，怎么发现的？
这个问题从查到的资料来看，可以说是科学家深厚的理论知识积累的结果。首先是有两点作为前提：
1）晶体是周期性排列的原子结构，或者说是周期性的晶面间距排列。
2）这种周期性排列的晶面间距和X射线的波长相近。
1912年，德国物理学家劳厄(M. von Laue)基于上述的前提条件，提出一个重要的科学预见：晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将发生衍射，衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。这个周期排列的原子结构可以成为X射线衍射的“衍射光栅”，X射线也是一种波，既然是波，就会在前面两条都成立的情形下，会发生衍射现象。
1913年，英国物理学家布拉格父子 (W.H. Bragg, W.L. Bragg)在劳厄发现的基础，不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布拉格方程：2dsinθ=nλ
式中d为晶面间距；n为反射级数；θ为掠射角；λ为X射线的波长。布拉格方程是X射线衍射分析的根本依据。
4. 能干什么用？怎么想到用来干这个的？
上面提到，原子周期性排列的晶体结构特点，给我们提供了认识晶体内部结构的机会。每种晶体的内部结构是不同的 ，而他们特有的周期性结构在X射线下也将显现出不一样的衍射条纹。这些衍射花纹就像晶体的指纹一样，通过鉴别衍射花纹的在空间上出现的位置和强度，即可在X射线衍射和晶体结构之间建立定性和定量关系。
有哪些定性和定量关系的用途呢？
1）物相定性；（2）确定晶胞参数；（3）晶体取向度分析；（4）晶粒尺寸计算；（5）物相定量计算。下面我们结合实际案例对这些应用逐一进行详解。
5. 怎么用？用的时候有什么注意点？采集的数据怎么分析？
我用过的XRD衍射仪得到的结果是衍射角度同衍射强度的曲线。在曲线上主要是分析峰位和峰强以及半峰宽。
峰位：对照峰位的PDF卡，可以识别采集的峰位对应的是晶体的什么晶面。
峰位的变化是左移或者右移，左移和右移指的是衍射角度的左移和右移，或者叫衍射角度的变大和变小更容易理解，下面还是用峰位对应的衍射角度相比于XRD的图卡的衍射角变大，变小。
衍射角变化可以从布拉格方程上分析，衍射角度变化对应了晶面间距的变化，也可以叫原子间距的变化。原子间距的变化的原因，仔细想想，好像不用多高深的物理知识就可以大概想到几个原因：
1) 内部多了或者少了原子；
2) 受到了外力或者内部有应力产生，导致了材料的膨胀和压缩；
衍射角变大的原因：元素掺杂；缺陷形成；相变；应力/应变；氧化；
衍射角变小的原因：元素掺杂；间隙原子；固溶体形成；应力/应变；金属氧化物被还原；热膨胀；
峰强是相对值，相对于参考样品的峰强的变化是变大了，还是变弱。
峰强变强：说明了结晶质量提高。为什么结晶质量提高峰强就会增加呢，因为结晶质量提高是比较笼统的说法，宏观的说法，微观的角度是原子排列结构即长程有序提高了，导致了衍射现象更明显了。如果只在某一位置增强，其他位置的峰没有增强或者增加的很小，说明这种变化是择优特点的。什么是择优呢？继续说一下，简单的说，就是在这个位置粒子会优先增长，再深入的问：为什么会在这个位置择优呢？需要查资料了解了，我的猜测是和这个位置的粒子间结合的能量有关系，也就是粒子从X射线获得的能量使得粒子更容易在这个位置结合到一起。
峰强变弱：结晶质量变差了，原因可以参考峰强变强的反向理解。
半峰宽相对于参考样品的变化，有变宽和变窄，其原因是：
变宽的原因是：或者变宽能说明的物质结构的变化，
晶粒尺寸减小；内部应力引起的应变或者晶格畸变；晶体缺陷或者晶体非晶化；
布拉格方程：计算晶面间距。
晶面间距的变化：说明内部有应变或者有其他材料的原子进入。
谢乐公式：计算晶粒尺寸。
晶粒尺寸的变化通常说明的是晶体生长、缺陷分布、内部应力或者外部条件的变化。
