X射線衍射儀（XRD）是一種基于X射線與晶體材料相互作用原理的分析儀器，通過測量衍射角與衍射強度，獲得材料的晶體結構、物相組成、晶粒尺寸、應力狀態等信息。
食品與農業：添加劑安全與土壤改良分析在食品行業，XRD可用于檢測添加劑（如二氧化鈦、硅酸鹽）的晶型安全性，確保符合食品安全標準。在農業領域，XRD可分析土壤中的礦物組成（如黏土、磷灰石），指導肥料使用和土壤改良。此外，XRD還可用于研究植物中的晶體沉積（如草酸鈣），探索抗病育種新途徑。 研究地質構造應力歷史。多晶X射線衍射儀應用于頁巖氣勘探
小型臺式多晶X射線衍射儀（XRD）在考古文物顏料分析中具有獨特優勢，能夠無損、快速地揭示古代顏料物的晶體結構信息，為文物鑒定、年代判斷和工藝研究提供科學依據。
綠色顏料分析典型礦物：孔雀石[Cu?(CO?)(OH)?]：17.5°、24.0°（單斜晶系）綠銅礦（CuCl?·3Cu(OH)?）：16.2°、32.6°（腐蝕產物）案例：敦煌壁畫中識別出氯銅礦與孔雀石混合使用的特殊工藝
藍色顏料分析關鍵礦物：石青[Cu?(CO?)?(OH)?]：23.7°、31.4°青金石（Na????Al?Si?O??S???）：30.5°、35.2°鑒別要點：青金石中的黃鐵礦雜質峰（33.1°）可作為真偽判斷依據 多晶X射線衍射儀應用于頁巖氣勘探開發AI輔助物相識別。
X射線衍射儀在環境科學中的應用：污染物檢測與土壤修復監測
在污染物鑒定、土壤修復監測和環境風險評估方面。通過分析環境樣品（如土壤、沉積物、大氣顆粒物）中的礦物組成和晶體結構，XRD能夠提供污染物賦存狀態、遷移轉化規律及修復效果等關鍵信息。
污染物檢測與表征（1）重金屬污染物的形態分析關鍵應用：鑒別土壤/沉積物中重金屬的賦存礦物相（如PbSO?、CdCO?、As?O?），比單純元素檢測更能反映生物有效性。區分自然來源與人為污染（如方鉛礦（PbS）vs. 鉛鉻黃（PbCrO?，工業顏料））。典型案例：鋅冶煉廠周邊土壤中鋅的形態鑒定（ZnO、ZnS、ZnFe?O?）決定修復策略選擇。礦區砷污染土壤中毒砂（FeAsS）與臭蔥石（FeAsO?·2H?O）的毒性差異分析。（2）有機污染物的結晶態檢測多環芳烴（PAHs）：部分高熔點PAHs（如蒽、芘）在土壤中以微晶形式存在，XRD可檢測其結晶度變化。農藥殘留：如DDT在老化土壤中可能形成晶體包覆層，影響降解效率。（3）大氣顆粒物源解析礦物粉塵：區分自然源（石英、黏土）與工業排放（石膏、方解石）。人為污染物：識別燃煤飛灰中的莫來石（3Al?O?·2SiO?）與赤鐵礦（Fe?O?）。
X射線衍射儀（XRD）在材料科學與工程中是一種**分析工具，廣泛應用于金屬、陶瓷及復合材料的研究與開發。其通過分析材料的衍射圖譜，提供晶體結構、相組成、應力狀態等關鍵信息。
其他關鍵應用原位研究：高溫/低溫XRD追蹤相變動力學（如馬氏體相變）。薄膜與涂層：測定薄膜厚度、結晶度及應力狀態（如PVD/CVD涂層）。納米材料：表征納米顆粒的晶型與尺寸效應（如量子點、納米氧化物）。
技術優勢與局限優勢：非破壞性、高精度、可定量分析多相體系。局限：對非晶材料敏感度低，需結合SEM/TEM；表面信息深度有限（μm級）。
XRD是材料研發與質量控制不可或缺的工具，尤其在多相材料的結構-性能關系研究中發揮關鍵作用。 主要監測礦物風化過程。
X射線衍射在能源行業中的應用：核燃料與燃料電池材料研究
燃料電池材料研究（1）固體氧化物燃料電池（SOFC）電解質材料：釔穩定氧化鋯（YSZ）的立方相純度檢測（8%Y?O?-ZrO?的(111)峰位移）新型電解質（如Gd摻雜CeO?）的氧空位有序化研究電極材料：鈣鈦礦陽極（La?.?Sr?.?CrO?）在還原氣氛中的相穩定性BSCF陰極（Ba?.?Sr?.?Co?.?Fe?.?O?-δ）的氧脫嵌動力學（2）質子交換膜燃料電池（PEMFC）催化劑研究：Pt-Co/C催化劑中fcc合金相的晶格壓縮率與ORR活性關聯碳載體石墨化程度分析（002晶面衍射強度比）膜電極降解：檢測Nafion膜中α→β晶型轉變（預示機械性能劣化）（3）新興燃料電池體系金屬-空氣電池：Zn負極的枝晶生長取向分析（(002)面擇優生長抑制）低溫燃料電池：質子導體（如BaZr?.?Y?.?O?）的水合相變監測 檢測API（活性成分）的晶型純度。多晶X射線衍射儀應用于頁巖氣勘探
野外地質教學的實時礦物演示。多晶X射線衍射儀應用于頁巖氣勘探
X射線衍射儀（XRD）是一種基于X射線與晶體材料相互作用原理的分析儀器，通過測量衍射角與衍射強度，獲得材料的晶體結構、物相組成、晶粒尺寸、應力狀態等信息。
環境科學：污染物檢測與土壤修復監測XRD在環境監測中發揮重要作用，可鑒定大氣顆粒物、工業廢渣、污染土壤中的結晶相。例如，石棉是一種致*礦物，XRD可快速檢測建筑材料中的石棉含量。在土壤修復領域，XRD可監測重金屬（如鉛、鎘）的礦物形態變化，評估修復效果。此外，XRD還可用于研究工業固廢（如粉煤灰、礦渣）的資源化利用途徑。 多晶X射線衍射儀應用于頁巖氣勘探
