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主要是利用晶體的晶格間距當作光柵對x射線造成產生衍射，從衍射圖譜可以推斷出晶體中各個晶格之間的間距，從而進一步推斷出晶體結構，晶胞尺寸，結合其他信息可以推斷材料的成分。用于物相分析的檢測設備，觀察的是組織結構，可以測各個相的比例、晶體結構等。X射線衍射儀技術(X-ray diffraction，XRD)。通過對材料進行X射線衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內部原子或分子的結構或形態等信息的研究手段。X射線衍射分析法是研究物質的物相和晶體結構的主要方法。當某物質(晶體或非晶體)進行衍射分析時,該物質被X射線照射產生不同程度的衍射現象,物質組成、晶型、分子內成鍵方式、分子的構型、構象等決定該物質產生特有的衍射圖譜。X射線衍射方法具有不損傷樣品、無污染、快捷、測量精度高、能得到有關晶體完整性的大量信息等優點。因此,X射線衍射分析法作為材料結構和成分分析的一種現代科學方法,已逐步在各學科研究和生產中廣泛應用。

從原子物理學的知識我們知道，對每一種化學元素的原子來說，都有其特定的能級結構，其核外電子都以各自特有的能量在各自的固定軌道上運行，內層電子在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛，成為自由電子，我們說原子被激發了，處于激發態，這時，其他的外層電子便會填補這一空位，也就是所謂躍遷，同時以發出X射線的形式放出能量。由于每一種元素的原子能級結構都是特定的，它被激發后躍遷時放出的X射線的能量也是特定的，稱之為特征X射線。通過測定特征X射線的能量，便可以確定相應元素的存在，而特征X射線的強弱（或者說X射線光子的多少）則代表該元素的含量。

波長法是因其激發出的熒光足夠強，進到儀器中用來分析的光譜是單一元素（“過濾”了不需測的元素），不含其它元素的光譜，所以測量數據很準確。這種儀器的靈敏度比能量色散型高一個數量級，也就是說，所測的數據并不存在“灰色地域”，不存在測定后還需拿到檢測機構復檢。缺點是，波長法需將被測材料粉碎壓制成樣本后測才準確。所以，用在材料廠最適合。如不制成樣本（非破壞），會因材料表面形狀不同而產生不同誤差。儀器操作也不需要專業人員。