摘 要：对由岩石与矿物等主要物质的组成的地壳进行结构分析、成分分析和性质分析，是岩石学理论和矿物学理论的研究重点。x射线探测器
X射线衍射技术（尤其是粉晶X射线衍射技术）自从诞生开始变在岩石研究和矿物分析中获得了广泛应用，另外，在矿物的定量分析和定性分析中也有着大规模的应用。 关键词：XRD（X射线衍射仪） 岩石学 矿物学 应用
一、XRD（X射线衍射仪）及其工作原理
伦琴在1985年首次发现了X射线，随后，人们发现X射线可以用来观察人类的肉眼无法发现的表面内部（或者后面）的物体，例如X射线最经典的应用便是用来观察人体的脏器和骨骼情况。27年之后，即在1912年，劳埃首先发现了X射线的衍射现象。利用X射线衍射技术，人们能够观察以前人类的肉眼无法窥探的微观世界。X射线和X射线衍射是人们技术发展史尤其是人类科学史上面的两大重要发现，具有里程碑意义。自从X射线衍射被发现之后，该技术获得了广泛的应用，让人们有能力去观察原子、分子等尺度的微观世界。
XRD（X射线衍射仪）以布拉格实验装置为原型，融合了机械与电子技术等多方面的成果。衍射仪由X射线发生器、测角仪、辐射探测器和辐射探测电路4个基本部分组成，是以特征X射线照射多晶体样品，并以辐射探测器记录衍射信息的实验装置[1]。现代X射线衍射仪还配有控制操作和运行软件的计算机系统。X射线衍射仪的成像原理与聚焦法相同，但记录方式及相应获得的衍射花样不同。衍射仪采用具有一定发散度的入射线，也用“同一圆周上的同弧圆周角相等”的原理聚焦[2]，不同的是其聚焦圆半径随 的变化而变化。衍射仪法以其方便、快捷、准确和可以自动进行数据处理等特点在许多领域中取代了照相法，现在已成为晶体结构分析等工作的主要方法[3]。
X射线衍射仪的基本工作原理是，X射线衍射仪是由高压发生器提供一个给定的高压到X射线管两级，阴极产生的阴极电子流碰撞到阳极时产生X射线， X射线经梭拉狭缝 、发散狭缝 后照射到样品表面，衍射线经散射狭缝 、梭拉狭缝 、接收狭缝 到达石墨单器，然后进入检测器，经放大并转换为电信号，经计算机处理后为数字信息[4]。测量过程中，样品台载着样品按照一定的步径和速度转过一定的角度 （掠射角），检测器伴随着转过衍射角 ，这种驱动方式称为 方式[5]。
二、物相分析方法探讨
利用粉晶X射线衍射数据来分析和鉴别试样中存在的的矿物相，以上过程中便是我们常说的矿物X射线定性相分析。岩石的构成成分非常复杂，通常一种岩石内部含有诸多不同的矿物。岩石学理论的主要目标便是对岩石的矿物构成进行研究和分析，尤其是那些岩石内部含量比较低的矿物成分，所以，在矿物岩石学当中，粉晶X射线衍射定性分析矿物是非常重要的技术应用之一。主要原因就是采用粉晶X射线衍射技术能够非常高效地分析和区分相同矿物的不同的变体或者是同族矿物的不同矿物种类，而传统方法则很难应对这些成分复杂、成因复杂的天然矿物。
目前，随着计算机检索技术的更加完善、成熟和智能，尤其是矿物粉晶X射线衍射技术实践和应用的深入以及由此而日渐丰富的相应数据库，均为粉晶X射线衍射技术应用的便捷化提供了技术支持。同时，大功率X射线源的研发和使用，让人们能够拥有发现与鉴定微量矿物的能力。以无标样法、K值法（即基体清洗法）、内标法、直接分析法以及冲稀法（即增量法）为典型代表的粉晶X射线定量相分析方法均得到了广泛和深入的应用，并取得了不俗的成绩。但是相对于矿物的粉晶X射线定性相分析而言，定量相分析的应用次数则要略逊一筹。究其原因，主要是由于矿物标样的获得难度大、实验与样品要求高等。当前实际情况是，粉晶X射线定量相分析主要集中于土壤和岩石当中的粘土矿物分析方面，但是结构易变
和成分不稳定是粘土矿物的突出特点，因此在试样的选择方面具有非常明显的择优选择的趋向，由此导致分析结果存在着较大的误差。
一种物相有自己独特的一组衍射线条（衍射谱），反之，不同的衍射谱代表着不同的物相，若多种物相混合成一个试样，则其衍射谱就是其中各个物相衍射谱叠加而成的复合衍射谱，从衍射谱中可直接算得面间距 值和测量得到强度 值。物相的X射线衍射谱中，各衍射线条的 角度位置及衍射强度会随所用 辐射波长不同而变，直接使用衍射图谱对比分析并不方便[6]。故而总是将衍射线的 角按布拉格定律 转换成 值，而 值与相应晶面指数 则巧妙地用已知晶体结构的标准数据文件卡片关联起来。强度 也不需用强度公式直接计算，而是巧妙地转换成百分强度，即衍射谱线中最强线的强度 ，其他线条强度则为 ，这样， 值及 便成为定性相分析中常用的两个主要参数[7]。
三、基于实例的XRD（X射线衍射仪）工作方法以及分析步骤分析
在本文中，笔者以某矿样三、四期矿样作为实例，以对它的矿物成分分析来说明XRD（X射线衍射仪）的工作方法以及分析步骤。
1.矿样特点。褐砂状是该矿样三、四期矿样的典型特点，同时氧化物是其主要构成成分；能够用水析分离，显示该矿样三、四期矿样具有比较大的风化程度。
2.光谱分析。利用光谱分析该矿样三、四期矿样的平均矿样之后，能够帮助我们大体上确定矿样当中包含的元素种类。光谱分析结果显示，该矿样含有比较多的铁、铝、硅和镁，另外还有其他元素，但是含量微少。
3.化学分析。化学分析含量较多的铁、铝、硅和镁，可以明确其具体含量。化学分析结果显示，含量由少至多的元素依次为：氧化镁、氧化铝、铁和二氧化硅。该矿样三期矿样的含硫数量较少，同时含有较高的金，但是含银较少。
参考文献：
[1]刘显坤，刘颖，唐杰，代君龙，胡春明. 辐射屏蔽材料的研究进展[J]. 材料导报，2006，(06)：256-258.
[2]杨利，任晓婷，严英俊，穆海燕，张同来，郁开北. 六硝基茋的晶体结构及形貌模拟[J]. 火学报，2009，(06)：136-138.
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