X射线衍射（X-ray Diffraction，简称XRD）是一种重要的材料分析技术，广泛应用于物理学、化学、材料科学等领域。它利用了X射线在晶体中的衍射现象来研究物质的微观结构。
当一束单色X射线照射到晶体上时，由于晶体内部原子排列的周期性，X射线会被晶体表面反射，并发生干涉。这种干涉作用使得某些特定方向上的反射光线强度增强，形成衍射斑点或线条。通过测量这些衍射线的角度和强度，可以推断出晶体中原子的位置及其排列方式。
布拉格方程是描述这一过程的基本公式：nλ=2dsinθ。其中n为整数，代表衍射级次；λ为X射线波长；d为晶面间距；θ为入射角与反射角之半。根据这个方程，我们可以计算出不同晶面间距对应的衍射角度，从而确定晶体结构。
此外，在实际应用中，XRD还能够提供关于样品结晶度、相组成以及应力状态等信息。例如，通过对粉末样品进行扫描可以获得其所有可能存在的晶面信息；而对于薄膜样品，则可以通过掠入射等方式重点考察表面层的情况。
总之，XRD作为一种无损检测手段，在科研及工业生产中都具有不可替代的价值。它不仅帮助我们理解物质的本质属性，也为新材料开发提供了强有力的支持。
